Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Samtang, aron masiguro ang padayon nga suporta, among i-render ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Dali moalisngaw ug dato sa organikong butang, ang mga C-type asteroid mahimong usa sa mga nag-unang tinubdan sa tubig sa Yuta. Sa pagkakaron, ang mga chondrite nga adunay carbon naghatag sa labing maayong ideya sa ilang kemikal nga komposisyon, apan ang impormasyon bahin sa mga meteorite natuis: ang labing lig-on nga mga tipo lamang ang mabuhi nga mosulod sa atmospera ug dayon makig-uban sa palibot sa yuta. Dinhi among gipresentar ang mga resulta sa usa ka detalyado nga volumetric ug microanalytical nga pagtuon sa panguna nga partikulo sa Ryugu nga gipadala sa Yuta sa Hayabusa-2 spacecraft. Ang mga partikulo sa Ryugu nagpakita og suod nga pagkaparehas sa komposisyon sa mga chondrite nga CI (Iwuna-type) nga wala mabuak sa kemikal apan giusab sa tubig, nga kaylap nga gigamit isip usa ka timailhan sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system. Kini nga ispesimen nagpakita sa usa ka komplikado nga spatial nga relasyon tali sa dato nga aliphatic organics ug layered silicates ug nagpakita sa usa ka labing taas nga temperatura nga mga 30 °C sa panahon sa pagbanlas sa tubig. Nakakita kami og daghang deuterium ug diazonium nga nahiuyon sa usa ka extrasolar nga gigikanan. Ang mga partikulo sa Ryugu mao ang labing wala mahugawi ug dili mabulag nga langyaw nga materyal nga natun-an sukad ug labing angay sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system.
Gikan sa Hunyo 2018 hangtod Nobyembre 2019, ang Hayabusa2 spacecraft sa Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) nagpahigayon og halapad nga remote survey sa asteroid nga Ryugu. Ang datos gikan sa Near Infrared Spectrometer (NIRS3) sa Hayabusa-2 nagsugyot nga ang Ryugu mahimong gilangkoban sa usa ka materyal nga susama sa thermally ug/o shock-metamorphic carbonaceous chondrites. Ang pinakaduol nga pares mao ang CY chondrite (Yamato type) 2. Ang ubos nga albedo sa Ryugu mahimong ipasabut sa presensya sa daghang mga sangkap nga dato sa carbon, ingon man ang gidak-on sa partikulo, porosity, ug spatial weathering effects. Ang Hayabusa-2 spacecraft nakahimo og duha ka landing ug sample collection sa Ryuga. Atol sa unang landing niadtong Pebrero 21, 2019, nakuha ang surface material, nga gitipigan sa compartment A sa return capsule, ug atol sa ikaduhang landing niadtong Hulyo 11, 2019, ang materyal gikolekta duol sa usa ka artipisyal nga crater nga giporma sa usa ka gamay nga portable impactor. Kini nga mga sample gitipigan sa Ward C. Ang inisyal nga dili makadaot nga pag-ila sa mga partikulo sa Stage 1 sa espesyal, wala mahugawi ug puro nga mga lawak nga puno sa nitroheno sa mga pasilidad nga gidumala sa JAXA nagpakita nga ang mga partikulo sa Ryugu labing susama sa mga CI4 chondrite ug nagpakita og "lainlaing lebel sa pagkalainlain"3. Ang daw nagkasumpaki nga klasipikasyon sa Ryugu, susama sa CY o CI chondrite, masulbad lamang pinaagi sa detalyado nga isotopic, elemental, ug mineralogical nga pag-ila sa mga partikulo sa Ryugu. Ang mga resulta nga gipresentar dinhi naghatag og lig-on nga basehan sa pagtino kung hain niining duha ka pasiunang mga pagpasabut alang sa kinatibuk-ang komposisyon sa asteroid Ryugu ang lagmit.
Walo ka Ryugu pellets (gibana-bana nga 60mg ang kinatibuk-an), upat gikan sa Chamber A ug upat gikan sa Chamber C, ang gi-assign sa Phase 2 aron pagdumala sa Kochi team. Ang pangunang tumong sa pagtuon mao ang pagpatin-aw sa kinaiya, gigikanan ug kasaysayan sa ebolusyon sa asteroid nga Ryugu, ug pagdokumento sa mga pagkaparehas ug kalainan sa ubang nailhan nga mga extraterrestrial specimen sama sa mga chondrite, interplanetary dust particles (IDPs) ug mga kometa nga mibalik. Mga sample nga nakolekta sa Stardust mission sa NASA.
Ang detalyadong mineralogical analysis sa lima ka Ryugu grains (A0029, A0037, C0009, C0014 ug C0068) nagpakita nga kini kasagaran gilangkoban sa pino ug coarse-grained nga phyllosilicates (~64–88 vol.%; Fig. 1a, b, Supplementary Fig. 1). ug dugang nga talaan 1). Ang coarse-grained nga phyllosilicates makita isip pinnate aggregates (hangtod sa napulo ka microns ang gidak-on) sa pino ug phyllosilicate-rich matrices (ubos sa pipila ka microns ang gidak-on). Ang layered silicate particles kay serpentine–saponite symbionts (Fig. 1c). Ang (Si + Al)-Mg-Fe map nagpakita usab nga ang bulk layered silicate matrix adunay intermediate nga komposisyon tali sa serpentine ug saponite (Fig. 2a, b). Ang phyllosilicate matrix adunay mga carbonate mineral (~2–21 vol.%), sulfide minerals (~2.4–5.5 vol.%), ug magnetite (~3.6–6.8 vol.%). Usa sa mga partikulo nga gisusi niini nga pagtuon (C0009) adunay gamay nga kantidad (~0.5 vol.%) sa anhydrous silicates (olivine ug pyroxene), nga makatabang sa pag-ila sa tinubdan nga materyal nga naglangkob sa hilaw nga Ryugu stone5. Kini nga anhydrous silicate talagsaon sa Ryugu pellets ug positibo lamang nga nailhan sa C0009 pellet. Ang mga carbonate anaa sa matrix isip mga tipik (ubos sa pipila ka gatos ka microns), kasagaran dolomite, nga adunay gamay nga kantidad sa calcium carbonate ug brinell. Ang Magnetite makita isip isolated particles, framboids, plaques, o spherical aggregates. Ang mga sulfide kasagarang girepresentahan sa pyrrhotite sa porma sa dili regular nga hexagonal prisms/plates o laths. Ang matrix adunay daghang kantidad sa submicron pentlandite o inubanan sa pyrrhotite. Ang mga hugna nga dato sa carbon (<10 µm ang gidak-on) makita bisan asa sa phyllosilicate-rich matrix. Ang mga hugna nga dato sa carbon (<10 µm ang gidak-on) makita bisan asa sa phyllosilicate-rich matrix. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Ang mga hugna nga dato sa carbon (<10 µm ang gidak-on) makita bisan asa sa phyllosilicate-rich matrix.富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。 Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) преобладают в богатой филлосиликатами матрице. Ang mga hugna nga dato sa carbon (<10 µm ang gidak-on) nagpatigbabaw sa phyllosilicate-rich matrix.Ang ubang mga ancillary mineral gipakita sa Supplementary Table 1. Ang lista sa mga mineral nga gitino gikan sa X-ray diffraction pattern sa C0087 ug A0029 ug A0037 nga sagol nahiuyon kaayo sa gitino sa CI (Orgueil) chondrite, apan lahi kaayo sa CY ug CM (Mighei type) chondrites (Figure 1 nga adunay gipalapdan nga datos ug Supplementary Figure 2). Ang kinatibuk-ang sulud sa elemento sa Ryugu grains (A0098, C0068) nahiuyon usab sa chondrite 6 CI (gipalapad nga datos, Fig. 2 ug Supplementary Table 2). Sa kasukwahi, ang CM chondrites nahurot sa kasarangan ug taas nga volatile nga mga elemento, labi na ang Mn ug Zn, ug mas taas sa mga refractory elements7. Ang konsentrasyon sa pipila ka mga elemento managlahi kaayo, nga mahimong usa ka repleksyon sa inherent heterogeneity sa sample tungod sa gamay nga gidak-on sa indibidwal nga mga partikulo ug ang resulta nga sampling bias. Ang tanang petrolohikal, mineralohiko, ug elemental nga mga kinaiya nagpakita nga ang mga lugas sa Ryugu susama kaayo sa mga chondrite CI8,9,10. Usa ka talagsaong eksepsiyon mao ang pagkawala sa ferrihydrite ug sulfate sa mga lugas sa Ryugu, nga nagsugyot nga kini nga mga mineral sa mga chondrite sa CI naporma pinaagi sa terrestrial weathering.
a, Composite X-ray nga imahe sa Mg Kα (pula), Ca Kα (berde), Fe Kα (asul), ug S Kα (dilaw) nga uga ug pinasinaw nga seksyon C0068. Ang tipik gilangkoban sa layered silicates (pula: ~88 vol%), carbonates (dolomite; light green: ~1.6 vol%), magnetite (asul: ~5.3 vol%) ug sulfides (dilaw: sulfide = ~2.5% vol. essay. b, imahe sa contour region sa backscattered electrons sa a. Bru – immature; Dole – dolomite; FeS kay iron sulfide; Mag – magnetite; juice – soapstone; Srp – serpentine. c, high-resolution transmission electron microscopy (TEM) nga imahe sa usa ka tipikal nga saponite-serpentine intergrowth nga nagpakita sa serpentine ug saponite lattice bands nga 0.7 nm ug 1.1 nm, matag usa.
Ang komposisyon sa matrix ug layered silicate (sa %) sa Ryugu A0037 (solid nga pula nga mga lingin) ug C0068 (solid nga asul nga mga lingin) nga mga partikulo gipakita sa (Si+Al)-Mg-Fe ternary system. a, Ang mga resulta sa Electron Probe Microanalysis (EPMA) nga gi-plot batok sa CI chondrites (Ivuna, Orgueil, Alais)16 gipakita sa abohon para sa pagtandi. b, Ang Scanning TEM (STEM) ug energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) nga pag-analisa gipakita para sa pagtandi sa mga meteorite sa Orgueil9 ug Murchison46 ug hydrated IDP47. Ang pino ug coarse-grained nga mga phyllosilicate gi-analisa, nga naglikay sa gagmay nga mga partikulo sa iron sulfide. Ang mga tuldok-tuldok nga linya sa a ug b nagpakita sa mga linya sa pagkatunaw sa saponite ug serpentine. Ang komposisyon nga puno sa iron sa a mahimong tungod sa mga submicron iron sulfide grains sulod sa layered silicate grains, nga dili mahimong isalikway sa spatial resolution sa EPMA analysis. Ang mga data point nga adunay mas taas nga Si content kay sa saponite sa b mahimong tungod sa presensya sa nanosized amorphous silicon-rich material sa mga interstice sa phyllosilicate layer. Gidaghanon sa mga pag-analisa: N=69 para sa A0037, N=68 para sa EPMA, N=68 para sa C0068, N=19 para sa A0037 ug N=27 para sa C0068 para sa STEM-EDS. c, isotope map sa trioxy particle Ryugu C0014-4 kon itandi sa mga chondrite values ​​​​CI (Orgueil), CY (Y-82162) ug literature data (CM ug C2-ung)41,48,49. Nakakuha kami og data para sa Orgueil ug Y-82162 meteorites. Ang CCAM usa ka linya sa anhydrous carbonaceous chondrite minerals, ang TFL usa ka land dividing line. d, Δ17O ug δ18O nga mga mapa sa Ryugu particle C0014-4, CI chondrite (Orgueil), ug CY chondrite (Y-82162) (kini nga pagtuon). Δ17O_Ryugu: Ang bili sa Δ17O C0014-1. Δ17O_Orgueil: Average nga bili sa Δ17O para sa Orgueil. Δ17O_Y-82162: Average nga bili sa Δ17O para sa Y-82162. Ang datos sa CI ug CY gikan sa literatura 41, 48, 49 gipakita usab para sa pagtandi.
Ang mass isotope analysis sa oxygen gihimo sa usa ka 1.83 mg nga sample sa materyal nga gikuha gikan sa granular C0014 pinaagi sa laser fluorination (Methods). Alang sa pagtandi, nagpadagan kami og pito ka kopya sa Orgueil (CI) (total mass = 8.96 mg) ug pito ka kopya sa Y-82162 (CY) (total mass = 5.11 mg) (Supplementary Table 3).
Sa fig. 2d, makita ang klaro nga pagkabulag sa Δ17O ug δ18O tali sa aberids nga gibug-aton sa mga partikulo sa Orgueil ug Ryugu kon itandi sa Y-82162. Ang Δ17O sa Ryugu C0014-4 nga partikulo mas taas kay sa Orgeil nga partikulo, bisan pa sa pagsapaw niini sa 2 sd. Ang mga partikulo sa Ryugu adunay mas taas nga mga kantidad sa Δ17O kon itandi sa Orgeil, nga mahimong magpakita sa polusyon sa yuta sukad sa pagkahugno niini niadtong 1864. Ang pagkaguba sa palibot sa yuta11 moresulta sa paglakip sa oksiheno sa atmospera, nga magdala sa kinatibuk-ang pag-analisar nga mas duol sa terrestrial fractionation line (TFL). Kini nga konklusyon nahiuyon sa datos sa mineralogical (nga gihisgutan ganina) nga ang mga lugas sa Ryugu walay hydrates o sulfates, samtang ang Orgeil adunay.
Base sa nahisgutang mineralogical data, kini nga mga resulta nagsuporta sa usa ka asosasyon tali sa Ryugu grains ug CI chondrites, apan nagwagtang sa asosasyon sa CY chondrites. Ang kamatuoran nga ang Ryugu grains wala nalangkit sa CY chondrites, nga nagpakita og klaro nga mga timailhan sa dehydration mineralogy, makalibog. Ang mga obserbasyon sa orbital sa Ryugu daw nagpakita nga kini nakaagi sa dehydration ug busa lagmit gilangkoban sa CY material. Ang mga hinungdan niining dayag nga kalainan nagpabilin nga dili klaro. Ang usa ka oxygen isotope analysis sa ubang mga partikulo sa Ryugu gipresentar sa usa ka companion paper 12. Bisan pa, ang mga resulta niining gipalapdan nga data set nahiuyon usab sa asosasyon tali sa Ryugu particles ug CI chondrites.
Gamit ang coordinated microanalysis techniques (Supplementary Fig. 3), among gisusi ang spatial distribution sa organic carbon sa tibuok surface area sa focused ion beam fraction (FIB) C0068.25 (Figs. 3a–f). Ang fine structure X-ray absorption spectra of carbon (NEXAFS) sa near edge sa section C0068.25 nga nagpakita sa daghang functional groups – aromatic o C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) ug C( =O)O (288.8 eV) – ang graphene structure wala sa 291.7 eV (Fig. 3a), nga nagpasabot og ubos nga degree sa thermal variation. Ang kusog nga CH peak (287.5 eV) sa partial organics sa C0068.25 lahi sa insoluble organics sa mga carbonaceous chondrites nga gitun-an kaniadto ug mas susama sa IDP14 ug cometary particles nga nakuha sa Stardust mission. Ang kusog nga CH peak sa 287.5 eV ug ang huyang kaayo nga aromatic o C=C peak sa 285.2 eV nagpakita nga ang mga organic compound dato sa mga aliphatic compound (Fig. 3a ug Supplementary Fig. 3a). Ang mga lugar nga dato sa mga aliphatic organic compound nahimutang sa mga coarse-grained phyllosilicates, ingon man sa mga lugar nga adunay dili maayo nga aromatic (o C=C) carbon structure (Fig. 3c,d). Sa kasukwahi, ang A0037,22 (Supplementary Fig. 3) nagpakita sa partially nga mas ubos nga sulud sa mga rehiyon nga dato sa aliphatic carbon. Ang nagpahiping mineralogy niining mga grains dato sa carbonates, susama sa chondrite CI 16, nga nagsugyot sa halapad nga pagbag-o sa tinubdan sa tubig (Supplementary Table 1). Ang mga kondisyon sa oxidizing mopabor sa mas taas nga konsentrasyon sa carbonyl ug carboxyl functional groups sa mga organic compound nga nalangkit sa carbonates. Ang submicron distribution sa mga organic nga adunay mga aliphatic carbon structure mahimong lahi kaayo sa distribution sa coarse-grained layered silicates. Nakit-an sa meteorite sa Tagish Lake ang mga timailhan sa aliphatic organic compounds nga nalangkit sa phyllosilicate-OH. Ang koordinado nga datos sa microanalytical nagsugyot nga ang organikong butang nga dato sa aliphatic compounds mahimong kaylap sa mga C-type asteroids ug suod nga nalangkit sa phyllosilicates. Kini nga konklusyon nahiuyon sa nangaging mga taho sa aliphatic/aromatic CHs sa mga partikulo sa Ryugu nga gipakita sa MicroOmega, usa ka near-infrared hyperspectral microscope. Usa ka importante ug wala masulbad nga pangutana mao kung ang talagsaon nga mga kabtangan sa aliphatic carbon-rich organic compounds nga nalangkit sa coarse-grained phyllosilicates nga naobserbahan niini nga pagtuon makita lamang sa asteroid Ryugu.
a, Ang NEXAFS carbon spectra gi-normalize ngadto sa 292 eV sa aromatic (C=C) rich region (pula), sa aliphatic rich region (berde), ug sa matrix (asul). Ang gray nga linya mao ang Murchison 13 insoluble organic spectrum para sa pagtandi. au, arbitration unit. b, Scanning transmission X-ray microscopy (STXM) spectral image sa usa ka carbon K-edge nga nagpakita nga ang seksyon gidominar sa carbon. c, RGB composite plot nga adunay aromatic (C=C) rich regions (pula), aliphatic rich regions (berde), ug matrix (asul). d, ang mga organics nga dato sa aliphatic compounds gikonsentrar sa coarse-grained phyllosilicate, ang area gipalapdan gikan sa white dotted boxes sa b ug c. e, dagkong nanospheres (ng-1) sa area nga gipalapdan gikan sa white dotted box sa b ug c. Para sa: pyrrhotite. Pn: nickel-chromite. f, Mga imahe sa elemento sa Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS), Hydrogen (1H), Carbon (12C), ug Nitrogen (12C14N), mga imahe sa ratio sa elemento nga 12C/1H, ug mga imahe sa isotope nga cross δD, δ13C, ug δ15N – Seksyon PG-1: presolar graphite nga adunay grabeng pagpayaman sa 13C (Supplementary Table 4).
Ang mga kinetic nga pagtuon sa pagkadaot sa organikong butang sa mga meteorite sa Murchison makahatag ug importanteng impormasyon bahin sa heterogeneous nga distribusyon sa aliphatic organic matter nga dato sa Ryugu grains. Kini nga pagtuon nagpakita nga ang aliphatic CH bonds sa organikong butang magpadayon hangtod sa pinakataas nga temperatura nga mga 30°C sa ginikanan ug/o mausab uban sa mga relasyon sa oras-temperatura (pananglitan 200 ka tuig sa 100°C ug 0°C 100 milyon ka tuig). . Kung ang precursor dili ipainit sa usa ka gihatag nga temperatura sulod sa sobra sa usa ka piho nga oras, ang orihinal nga distribusyon sa aliphatic organics nga dato sa phyllosilicate mahimong mapreserbar. Bisan pa, ang mga pagbag-o sa tubig sa source rock mahimong komplikado niini nga interpretasyon, tungod kay ang carbonate-rich A0037 wala magpakita sa bisan unsang carbon-rich aliphatic nga mga rehiyon nga nalangkit sa phyllosilicates. Kini nga ubos nga pagbag-o sa temperatura halos katumbas sa presensya sa cubic feldspar sa Ryugu grains (Supplementary Table 1) 20.
Ang Fraction C0068.25 (ng-1; Figs. 3a–c,e) adunay dakong nanosphere nga nagpakita sa taas nga aromatic (o C=C), kasarangan nga aliphatic, ug huyang nga spectra sa C(=O)O ug C=O. . Ang pirma sa aliphatic carbon wala motakdo sa pirma sa bulk insoluble organics ug organic nanospheres nga nalangkit sa mga chondrites (Fig. 3a) 17,21. Ang Raman ug infrared spectroscopic analysis sa mga nanospheres sa Lake Tagish nagpakita nga kini gilangkoban sa aliphatic ug oxidized organic compounds ug disordered polycyclic aromatic organic compounds nga adunay komplikado nga istruktura 22,23. Tungod kay ang naglibot nga matrix adunay mga organics nga dato sa aliphatic compounds, ang pirma sa aliphatic carbon sa ng-1 mahimong usa ka analytical artifact. Makapainteres, ang ng-1 adunay embedded amorphous silicates (Fig. 3e), usa ka texture nga wala pa gitaho alang sa bisan unsang extraterrestrial organics. Ang mga amorphous silicate mahimong natural nga mga sangkap sa ng-1 o resulta sa amorphization sa aqueous/anhydrous silicates pinaagi sa ion ug/o electron beam atol sa pag-analisar.
Ang mga imahe sa ion sa NanoSIMS sa seksyon sa C0068.25 (Fig. 3f) nagpakita og parehas nga mga pagbag-o sa δ13C ug δ15N, gawas sa mga presolar grains nga adunay dakong 13C enrichment nga 30,811‰ (PG-1 sa imahe sa δ13C sa Fig. 3f) (Supplementary Table 4). Ang mga imahe sa X-ray elementary grain ug mga imahe sa high-resolution nga TEM nagpakita lamang sa konsentrasyon sa carbon ug sa distansya tali sa basal planes nga 0.3 nm, nga katumbas sa graphite. Matikdan nga ang mga kantidad sa δD (841 ± 394‰) ug δ15N (169 ± 95‰), nga gipadato sa aliphatic organic matter nga nalangkit sa coarse-grained phyllosilicates, nahimo nga gamay nga mas taas kaysa sa aberids alang sa tibuuk nga rehiyon C (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) sa C0068.25 (Supplementary Table 4). Kini nga obserbasyon nagsugyot nga ang mga aliphatic-rich organics sa coarse-grained phyllosilicates mahimong mas primitive kay sa mga palibot nga organics, tungod kay ang ulahi mahimong nakaagi sa isotopic exchange uban sa palibot nga tubig sa orihinal nga lawas. Sa laing bahin, kini nga mga isotopic nga pagbag-o mahimo usab nga may kalabutan sa inisyal nga proseso sa pagporma. Gihubad nga ang pino nga layered silicates sa CI chondrites naporma isip resulta sa padayon nga pagbag-o sa orihinal nga coarse-grained anhydrous silicate clusters. Ang mga aliphatic-rich organic matter mahimong naporma gikan sa mga precursor molecules sa protoplanetary disk o interstellar medium sa wala pa ang pagporma sa solar system, ug dayon gamay nga nausab atol sa mga pagbag-o sa tubig sa Ryugu (dako) nga ginikanan nga lawas. Ang gidak-on (<1.0 km) sa Ryugu gamay ra kaayo aron mapadayon ang kainit sa sulod para sa pag-usab sa tubig aron maporma ang mga mineral nga hydrous25. Ang gidak-on (<1.0 km) sa Ryugu gamay ra kaayo aron mapadayon ang igo nga kainit sa sulod para sa pag-usab sa tubig aron maporma ang mga mineral nga hydrous25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменобения изменебния минералов25. Gidak-on (<1.0 km) Gamay ra kaayo ang Ryugu aron mapadayon ang igong kainit sa sulod para mausab ang tubig aron maporma ang mga mineral sa tubig25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水物物。 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水物物。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием мдар. Ang gidak-on sa Ryugu (<1.0 km) gamay ra kaayo aron masuportahan ang internal nga kainit aron mausab ang tubig aron mahimong mga mineral sa tubig25.Busa, ang mga gisundan sa Ryugu nga napulo ka kilometro ang gidak-on mahimong gikinahanglan. Ang mga organikong butang nga dato sa mga aliphatic compound mahimong magpabilin sa ilang orihinal nga isotope ratios tungod sa asosasyon sa mga coarse-grained phyllosilicates. Bisan pa, ang eksaktong kinaiya sa mga isotopic heavy carriers nagpabilin nga dili sigurado tungod sa komplikado ug delikado nga pagsagol sa lainlaing mga sangkap sa kini nga mga fraction sa FIB. Mahimo kini nga mga organikong sangkap nga dato sa mga aliphatic compound sa mga granule sa Ryugu o coarse phyllosilicates nga naglibot niini. Timan-i nga ang organikong butang sa halos tanan nga carbonaceous chondrites (lakip ang CI chondrites) lagmit nga mas dato sa D kaysa sa mga phyllosilicates, gawas sa CM Paris 24, 26 meteorites.
Mga plot sa volume δD ug δ15N sa mga FIB slices nga nakuha para sa A0002.23 ug A0002.26, A0037.22 ug A0037.23 ug C0068.23, C0068.25 ug C0068.26 FIB slices (total nga pito ka FIB slices gikan sa tulo ka Ryugu particles) Ang pagtandi sa NanoSIMS sa ubang mga butang sa solar system gipakita sa fig. 4 (Supplementary Table 4)27,28. Ang mga pagbag-o sa volume sa δD ug δ15N sa mga profile sa A0002, A0037, ug C0068 nahiuyon sa mga naa sa IDP, apan mas taas kaysa sa CM ug CI chondrites (Fig. 4). Timan-i nga ang range sa δD values ​​​​para sa Comet 29 sample (-240 hangtod 1655‰) mas dako kaysa sa Ryugu. Ang mga volume nga δD ug δ15N sa mga profile sa Ryukyu, kasagaran, mas gamay kay sa aberids sa mga kometa sa pamilyang Jupiter ug sa Oort cloud (Fig. 4). Ang mas ubos nga δD nga mga kantidad sa CI chondrites mahimong magpakita sa impluwensya sa terrestrial contamination niining mga sample. Tungod sa mga pagkaparehas tali sa Bells, Lake Tagish, ug IDP, ang dako nga heterogeneity sa δD ug δN nga mga kantidad sa mga partikulo sa Ryugu mahimong magpakita sa mga pagbag-o sa inisyal nga isotopic signatures sa organic ug aqueous compositions sa sayo nga solar system. Ang parehas nga isotopic nga mga pagbag-o sa δD ug δN sa mga partikulo sa Ryugu ug IDP nagsugyot nga ang duha mahimong naporma gikan sa materyal gikan sa parehas nga gigikanan. Gituohan nga ang mga IDP naggikan sa mga gigikanan sa kometa 14. Busa, ang Ryugu mahimong adunay materyal nga sama sa kometa ug/o labing menos ang gawas nga solar system. Apan, kini mahimong mas lisod kay sa among giingon dinhi tungod sa (1) ang sagol nga spherulitic ug D-rich nga tubig sa ginikanan nga lawas 31 ug (2) ang D/H ratio sa kometa isip function sa cometary activity 32. Apan, ang mga hinungdan sa naobserbahan nga heterogeneity sa hydrogen ug nitrogen isotopes sa mga partikulo sa Ryugu wala pa hingpit nga masabtan, tungod sa limitado nga gidaghanon sa mga pag-analisa nga magamit karon. Ang mga resulta sa mga sistema sa hydrogen ug nitrogen isotope nagpataas gihapon sa posibilidad nga ang Ryugu naglangkob sa kadaghanan sa materyal gikan sa gawas sa Solar System ug busa mahimong magpakita og pipila ka pagkaparehas sa mga kometa. Ang profile sa Ryugu wala magpakita og klaro nga korelasyon tali sa δ13C ug δ15N (Supplementary Table 4).
Ang kinatibuk-ang H ug N isotopic composition sa mga partikulo sa Ryugu (pula nga mga lingin: A0002, A0037; asul nga mga lingin: C0068) adunay kalabutan sa solar magnitude 27, ang Jupiter mean family (JFC27), ug Oort cloud comets (OCC27), IDP28, ug carbonaceous chondrules. Pagtandi sa meteorite 27 (CI, CM, CR, C2-ung). Ang isotopic composition gihatag sa Supplementary Table 4. Ang mga tuldok-tuldok nga linya mao ang terrestrial isotope values ​​​​para sa H ug N.
Ang pagdala sa mga volatiles (pananglitan organikong butang ug tubig) ngadto sa Yuta nagpabilin nga usa ka kabalaka26,27,33. Ang submicron nga organikong butang nga nalangkit sa baga nga phyllosilicates sa mga partikulo sa Ryugu nga giila niini nga pagtuon mahimong usa ka importante nga tinubdan sa mga volatiles. Ang organikong butang sa baga nga phyllosilicates mas maayo nga mapanalipdan gikan sa pagkadaot16,34 ug pagkadunot35 kaysa organikong butang sa pino nga mga matrices. Ang mas bug-at nga isotopic nga komposisyon sa hydrogen sa mga partikulo nagpasabot nga dili kini ang bugtong tinubdan sa mga volatiles nga gidala ngadto sa karaang Yuta. Mahimo kini nga isagol sa mga sangkap nga adunay mas gaan nga hydrogen isotopic nga komposisyon, sama sa bag-o lang gisugyot sa hypothesis sa presensya sa solar wind-driven nga tubig sa silicates.
Niini nga pagtuon, among gipakita nga ang mga CI meteorite, bisan pa sa ilang geochemical nga importansya isip mga representante sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system,6,10 mga terrestrial contaminated samples. Naghatag usab kami og direktang ebidensya alang sa mga interaksyon tali sa dato nga aliphatic organic matter ug sa kasikbit nga hydrous minerals ug nagsugyot nga ang Ryugu mahimong adunay extrasolar material37. Ang mga resulta niini nga pagtuon klaro nga nagpakita sa kamahinungdanon sa direktang sampling sa mga protoasteroids ug ang panginahanglan sa pagdala sa mga gibalik nga sample ubos sa hingpit nga inert ug sterile nga mga kondisyon. Ang ebidensya nga gipresentar dinhi nagpakita nga ang mga partikulo sa Ryugu walay duhaduha nga usa sa labing wala mahugawi nga mga materyales sa solar system nga magamit alang sa panukiduki sa laboratoryo, ug ang dugang nga pagtuon niining bililhon nga mga sample walay duhaduha nga makapalapad sa atong pagsabot sa mga proseso sa sayo nga solar system. Ang mga partikulo sa Ryugu mao ang labing maayo nga representasyon sa kinatibuk-ang komposisyon sa solar system.
Aron mahibal-an ang komplikado nga microstructure ug kemikal nga mga kabtangan sa mga sample sa submicron scale, gigamit namo ang synchrotron radiation-based computed tomography (SR-XCT) ug SR X-ray diffraction (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analysis. Walay degradation, polusyon tungod sa atmospera sa yuta, ug walay kadaot gikan sa pino nga mga partikulo o mekanikal nga mga sample. Samtang, nagpahigayon kami og sistematikong volumetric analysis gamit ang scanning electron microscopy (SEM)-EDS, EPMA, XRD, instrumental neutron activation analysis (INAA), ug laser oxygen isotope fluorination equipment. Ang mga pamaagi sa assay gipakita sa Supplementary Figure 3 ug ang matag assay gihulagway sa mosunod nga mga seksyon.
Ang mga partikulo gikan sa asteroid nga Ryugu nakuha gikan sa Hayabusa-2 reentry module ug gihatud sa JAXA Control Center sa Sagamihara, Japan, nga wala maghugaw sa atmospera sa Yuta4. Human sa inisyal ug dili makadaot nga pag-ila sa kinaiya sa usa ka pasilidad nga gidumala sa JAXA, gamita ang mga sealable inter-site transfer container ug mga sample capsule bag (10 o 15 mm nga diametro nga sapphire crystal ug stainless steel, depende sa gidak-on sa sample) aron malikayan ang pagpanghilabot sa kalikopan. y ug/o mga kontaminante sa yuta (pananglitan alisngaw sa tubig, hydrocarbons, mga gas sa atmospera ug pino nga mga partikulo) ug cross-contamination tali sa mga sample atol sa pag-andam ug pagdala sa sample tali sa mga institusyon ug mga unibersidad38. Aron malikayan ang pagkadaot ug polusyon tungod sa interaksyon sa atmospera sa yuta (alisngaw sa tubig ug oksiheno), ang tanang matang sa pag-andam sa sample (lakip ang pag-chip gamit ang tantalum chisel, paggamit og balanced diamond wire saw (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) ug pagputol sa epoxy) gihimo sa glovebox ubos sa limpyo ug uga nga N2 (dew point: -80 hangtod -60 °C, O2 ~50-100 ppm). Ang tanang butang nga gigamit dinhi gilimpyohan gamit ang kombinasyon sa ultrapure nga tubig ug ethanol gamit ang ultrasonic waves nga lain-laing frequency.
Dinhi atong gitun-an ang koleksyon sa meteorite sa National Polar Research Institute (NIPR) sa Antarctic Meteorite Research Center (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 ug CY: Y 980115).
Para sa pagbalhin tali sa mga instrumento para sa SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS ug TEM analysis, among gigamit ang universal ultrathin sample holder nga gihulagway sa miaging mga pagtuon38.
Ang SR-XCT analysis sa mga sample sa Ryugu gihimo gamit ang BL20XU/SPring-8 integrated CT system. Ang integrated CT system gilangkoban sa lain-laing mga pamaagi sa pagsukod: lapad nga field of view ug low resolution (WL) mode aron makuha ang tibuok istruktura sa sample, pig-ot nga field of view ug high resolution (NH) mode para sa tukmang pagsukod sa lugar sa sample. Ang interes ug mga radiograph aron makakuha og diffraction pattern sa volume sa sample, ug paghimo og XRD-CT aron makakuha og 2D diagram sa horizontal plane mineral phases sa sample. Timan-i nga ang tanang pagsukod mahimo nga dili gamiton ang built-in nga sistema aron makuha ang sample holder gikan sa base, nga nagtugot sa tukmang CT ug XRD-CT nga mga pagsukod. Ang WL mode X-ray detector (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) gisangkapan og dugang nga 4608 × 4608 pixel metal-oxide-semiconductor (CMOS) camera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) nga adunay scintillator nga gilangkoban sa 10 lutetium aluminum garnet single crystal thickness µm (Lu3Al5O12:Ce) ug relay lens. Ang gidak-on sa pixel sa WL mode mga 0.848 µm. Busa, ang field of view (FOV) sa WL mode gibana-bana nga 6 mm sa offset CT mode. Ang NH mode X-ray detector (BM AA50; Hamamatsu Photonics) gisangkapan og 20 µm nga gibag-on nga gadolinium-aluminum-gallium garnet (Gd3Al2Ga3O12) scintillator, usa ka CMOS camera (C11440-22CU) nga adunay resolusyon nga 2048 × 2048 pixels; Hamamatsu Photonics) ug usa ka ×20 lens. Ang gidak-on sa pixel sa NH mode kay ~0.25 µm ug ang field of view kay ~0.5 mm. Ang detector para sa XRD mode (BM AA60; Hamamatsu Photonics) gisangkapan og scintillator nga gilangkoban sa 50 µm nga gibag-on nga P43 (Gd2O2S:Tb) powder screen, usa ka 2304 × 2304 pixel resolution nga CMOS camera (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) ug usa ka relay lens. Ang detector adunay epektibong gidak-on sa pixel nga 19.05 µm ug field of view nga 43.9 mm2. Aron madugangan ang FOV, among gigamit ang offset CT procedure sa WL mode. Ang transmitted light image para sa CT reconstruction gilangkoban sa usa ka imahe nga anaa sa range nga 180° hangtod 360° nga gi-reflect nga pinahigda libot sa axis of rotation, ug usa ka imahe nga anaa sa range nga 0° hangtod 180°.
Sa XRD mode, ang X-ray beam gi-focus sa usa ka Fresnel zone plate. Niini nga mode, ang detector gibutang 110 mm sa luyo sa sample ug ang beam stop kay 3 mm sa unahan sa detector. Ang mga diffraction image sa 2θ range gikan sa 1.43° hangtod 18.00° (grating pitch d = 16.6–1.32 Å) nakuha nga ang X-ray spot naka-focus sa ubos sa field of view sa detector. Ang sample naglihok nga patindog sa regular nga mga interval, nga adunay tunga nga liko alang sa matag vertical scan step. Kung ang mga partikulo sa mineral makatuman sa kondisyon sa Bragg kung i-rotate og 180°, posible nga makuha ang diffraction sa mga partikulo sa mineral sa horizontal plane. Ang mga diffraction image gihiusa dayon ngadto sa usa ka imahe alang sa matag vertical scan step. Ang mga kondisyon sa SR-XRD-CT assay halos parehas sa alang sa SR-XRD assay. Sa XRD-CT mode, ang detector gibutang 69 mm sa luyo sa sample. Ang mga imahe sa diffraction sa 2θ range gikan sa 1.2° hangtod 17.68° (d = 19.73 hangtod 1.35 Å), diin ang X-ray beam ug ang beam limiter parehong naa sa linya sa sentro sa field of view sa detector. I-scan ang sample nga pinahigda ug i-rotate ang sample nga 180°. Ang mga imahe sa SR-XRD-CT gi-reconstruct nga adunay peak mineral intensities isip pixel values. Uban sa horizontal scanning, ang sample kasagarang gi-scan sa 500–1000 ka mga lakang.
Alang sa tanang eksperimento, ang enerhiya sa X-ray gitakda sa 30 keV, tungod kay kini ang ubos nga limitasyon sa pagsulod sa X-ray ngadto sa mga meteorite nga adunay diametro nga mga 6 mm. Ang gidaghanon sa mga imahe nga nakuha alang sa tanang sukod sa CT atol sa 180° rotation kay 1800 (3600 alang sa offset CT program), ug ang oras sa pagkaladlad alang sa mga imahe kay 100 ms alang sa WL mode, 300 ms alang sa NH mode, 500 ms alang sa XRD, ug 50 ms. ms alang sa XRD-CT ms. Ang kasagarang oras sa sample scan kay mga 10 minutos sa WL mode, 15 minutos sa NH mode, 3 ka oras alang sa XRD, ug 8 ka oras alang sa SR-XRD-CT.
Ang mga CT image gi-reconstruct pinaagi sa convolutional back projection ug gi-normalize para sa linear attenuation coefficient gikan sa 0 ngadto sa 80 cm-1. Ang Slice software gigamit sa pag-analisa sa 3D data ug ang muXRD software gigamit sa pag-analisa sa XRD data.
Ang mga epoxy-fixed Ryugu particles (A0029, A0037, C0009, C0014 ug C0068) hinayhinay nga gipasinaw sa ibabaw hangtod sa lebel sa 0.5 µm (3M) diamond lapping film ubos sa uga nga mga kondisyon, nga naglikay sa materyal nga makontak sa ibabaw atol sa proseso sa pagpasinaw. Ang gipasinaw nga nawong sa matag sample unang gisusi pinaagi sa light microscopy ug dayon gi-backscatter nga mga electron aron makakuha og mineralogy ug texture images (BSE) sa mga sample ug qualitative NIPR elements gamit ang JEOL JSM-7100F SEM nga adunay energy dispersive spectrometer (AZtec). energy) picture. Alang sa matag sample, ang sulod sa major ug minor elements gi-analisa gamit ang electron probe microanalyzer (EPMA, JEOL JXA-8200). Analisaha ang phyllosilicate ug carbonate particles sa 5 nA, natural ug synthetic standards sa 15 keV, sulfides, magnetite, olivine, ug pyroxene sa 30 nA. Ang mga modal grades gikalkulo gikan sa mga mapa sa elemento ug mga imahe sa BSE gamit ang ImageJ 1.53 software nga adunay angay nga mga threshold nga arbitraryong gitakda alang sa matag mineral.
Ang pag-analisa sa isotope sa oksiheno gihimo sa Open University (Milton Keynes, UK) gamit ang infrared laser fluorination system. Ang mga sample sa Hayabusa2 gipadala ngadto sa Open University 38 sulod sa mga sudlanan nga puno sa nitroheno para ibalhin tali sa mga pasilidad.
Ang pagkarga sa sample gihimo sa usa ka nitrogen glove box nga adunay gimonitor nga lebel sa oksiheno nga ubos sa 0.1%. Para sa Hayabusa2 analytical work, usa ka bag-ong Ni sample holder ang gihimo, nga gilangkoban lamang sa duha ka sample holes (diametro 2.5 mm, giladmon 5 mm), usa para sa Hayabusa2 particles ug ang usa para sa obsidian internal standard. Atol sa pag-analisa, ang sample well nga adunay sulod nga Hayabusa2 material gitabonan og internal BaF2 window nga gibana-bana nga 1 mm ang gibag-on ug 3 mm ang diyametro aron makuptan ang sample atol sa laser reaction. Ang BrF5 flow ngadto sa sample gimentinar pinaagi sa usa ka gas mixing channel nga giputol sa Ni sample holder. Ang sample chamber gi-reconfigure usab aron kini makuha gikan sa vacuum fluorination line ug dayon maablihan sa usa ka nitrogen-filled glove box. Ang two-piece chamber giselyohan og copper gasketed compression seal ug usa ka EVAC Quick Release CeFIX 38 chain clamp. Ang 3 mm nga gibag-on nga BaF2 window sa ibabaw sa chamber nagtugot sa dungan nga pag-obserba sa sample ug laser heating. Human sa pagkarga sa sample, i-clamp pag-usab ang chamber ug ikonektar pag-usab sa fluorinated line. Sa wala pa ang pag-analisar, ang sample chamber gipainit ubos sa vacuum ngadto sa mga 95°C sa tibuok gabii aron makuha ang bisan unsang nasuhop nga kaumog. Human sa pagpainit sa tibuok gabii, ang chamber gipabugnaw sa temperatura sa kwarto ug dayon ang bahin nga naladlad sa atmospera atol sa pagbalhin sa sample gilimpyohan gamit ang tulo ka aliquots sa BrF5 aron makuha ang kaumog. Kini nga mga pamaagi nagsiguro nga ang Hayabusa 2 sample dili maladlad sa atmospera ug dili kontaminado sa kaumog gikan sa bahin sa fluorinated line nga gipagawas ngadto sa atmospera atol sa pagkarga sa sample.
Ang mga sample sa partikulo sa Ryugu C0014-4 ug Orgueil (CI) gisusi sa usa ka giusab nga "single" mode42, samtang ang pag-analisa sa Y-82162 (CY) gihimo sa usa ka tray nga adunay daghang mga sample well41. Tungod sa ilang anhydrous nga komposisyon, dili kinahanglan nga mogamit usa ra ka pamaagi alang sa mga CY chondrite. Ang mga sample gipainit gamit ang Photon Machines Inc. infrared CO2 laser. Gahum nga 50 W (10.6 µm) nga gibutang sa XYZ gantry sa presensya sa BrF5. Ang built-in nga video system nagmonitor sa dagan sa reaksyon. Pagkahuman sa fluorination, ang gipagawas nga O2 gilimpyohan gamit ang duha ka cryogenic nitrogen traps ug usa ka gipainit nga higdaanan sa KBr aron makuha ang bisan unsang sobra nga fluorine. Ang isotopic nga komposisyon sa purified oxygen gisusi sa usa ka Thermo Fisher MAT 253 dual-channel mass spectrometer nga adunay resolusyon sa masa nga mga 200.
Sa pipila ka mga kaso, ang gidaghanon sa gas nga O2 nga gipagawas atol sa reaksyon sa sample wala pay 140 µg, nga mao ang gibanabanang limitasyon sa paggamit sa bellows device sa MAT 253 mass spectrometer. Sa kini nga mga kaso, gamita ang mga microvolume alang sa pag-analisar. Human sa pag-analisar sa mga partikulo sa Hayabusa2, ang obsidian internal standard gi-fluorinate ug ang komposisyon sa oxygen isotope niini gitino.
Ang mga ion sa NF+ NF3+ fragment makabalda sa beam nga may mass 33 (16O17O). Aron masulbad kini nga posibleng problema, kadaghanan sa mga sample giproseso gamit ang cryogenic separation procedures. Mahimo kini sa forward direction sa dili pa ang MAT 253 analysis o isip ikaduhang analysis pinaagi sa pagbalik sa gi-analisa nga gas balik sa espesyal nga molecular sieve ug pagpasa niini pag-usab human sa cryogenic separation. Ang cryogenic separation naglakip sa paghatag og gas ngadto sa molecular sieve sa liquid nitrogen temperature ug dayon pagpagawas niini ngadto sa primary molecular sieve sa temperatura nga -130°C. Ang halapad nga pagsulay nagpakita nga ang NF+ nagpabilin sa unang molecular sieve ug walay mahinungdanong fractionation nga nahitabo gamit kini nga pamaagi.
Base sa balik-balik nga pag-analisar sa among internal nga mga sumbanan sa obsidian, ang kinatibuk-ang katukma sa sistema sa bellows mode mao ang: ±0.053‰ para sa δ17O, ±0.095‰ para sa δ18O, ±0.018‰ para sa Δ17O (2 sd). Ang pag-analisar sa isotope sa oksiheno gihatag sa standard nga notasyon sa delta, diin ang delta18O gikalkulo sama sa:
Gamita usab ang 17O/16O ratio para sa δ17O. Ang VSMOW mao ang internasyonal nga sumbanan para sa Vienna Mean Sea Water Standard. Ang Δ17O nagrepresentar sa deviasyon gikan sa linya sa fractionation sa yuta, ug ang pormula sa kalkulasyon mao ang: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Ang tanang datos nga gipresentar sa Supplementary Table 3 gi-adjust na ang gap.
Ang mga seksyon nga gibana-bana nga 150 hangtod 200 nm ang gibag-on gikuha gikan sa mga partikulo sa Ryugu gamit ang usa ka Hitachi High Tech SMI4050 FIB instrument sa JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute. Timan-i nga ang tanan nga mga seksyon sa FIB nakuha gikan sa wala maproseso nga mga tipik sa wala maproseso nga mga partikulo human kini gikuha gikan sa mga sudlanan nga puno sa gas nga N2 alang sa pagbalhin sa interobject. Kini nga mga tipik wala gisukod pinaagi sa SR-CT, apan giproseso nga adunay gamay nga pagkaladlad sa atmospera sa yuta aron malikayan ang potensyal nga kadaot ug kontaminasyon nga mahimong makaapekto sa carbon K-edge spectrum. Human sa pagbutang sa usa ka tungsten protective layer, ang rehiyon nga gikonsiderar (hangtod sa 25 × 25 μm2) giputol ug ginipis gamit ang usa ka Ga+ ion beam sa usa ka accelerating voltage nga 30 kV, dayon sa 5 kV ug usa ka probe current nga 40 pA aron maminusan ang kadaot sa ibabaw. Ang ultrathin nga mga seksyon gibutang dayon sa usa ka gipalapdan nga copper mesh (Kochi mesh) 39 gamit ang usa ka micromanipulator nga adunay FIB.
Ang Ryugu A0098 (1.6303mg) ug C0068 (0.6483mg) nga mga pellet giselyohan kaduha sa puro nga taas nga kaputli nga mga polyethylene sheet sa usa ka puro nga nitrogen filled glove box sa SPring-8 nga walay bisan unsang interaksyon sa atmospera sa yuta. Ang pag-andam sa sample para sa JB-1 (usa ka geological reference rock nga gi-isyu sa Geological Survey sa Japan) gihimo sa Tokyo Metropolitan University.
Ang INAA gipahigayon sa Institute for Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University. Ang mga sample gi-irradiate kaduha gamit ang lain-laing irradiation cycles nga gipili sumala sa half-life sa nuclide nga gigamit para sa element quantitation. Una, ang sample gi-irradiate sa pneumatic irradiation tube sulod sa 30 segundos. Ang mga flux sa thermal ug fast neutrons sa fig. 3 kay 4.6 × 1012 ug 9.6 × 1011 cm-2 s-1, matag usa, para sa pagtino sa sulod sa Mg, Al, Ca, Ti, V ug Mn. Ang mga kemikal sama sa MgO (99.99% purity, Soekawa Chemical), Al (99.9% purity, Soekawa Chemical), ug Si metal (99.999% purity, FUJIFILM Wako Pure Chemical) gi-irradiate usab aron matul-id ang mga nakabalda nga nuclear reactions sama sa (n, n). Ang sample gi-irradiate usab gamit ang sodium chloride (99.99% purity; MANAC) aron matul-id ang mga pagbag-o sa neutron flux.
Human sa neutron irradiation, ang gawas nga polyethylene sheet gipulihan og bag-o, ug ang gamma radiation nga gipagawas sa sample ug reference gisukod dayon gamit ang Ge detector. Ang parehas nga mga sample gi-irradiate pag-usab sulod sa 4 ka oras sa usa ka pneumatic irradiation tube. Ang 2 adunay thermal ug fast neutron fluxes nga 5.6 1012 ug 1.2 1012 cm-2 s-1, matag usa, alang sa pagtino sa Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir ug Au. Ang mga control sample sa Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, ug Au gi-irradiate pinaagi sa pag-apply sa angay nga kantidad (gikan sa 10 hangtod 50 μg) sa standard nga mga solusyon sa nahibal-an nga konsentrasyon niini nga mga elemento sa duha ka piraso sa filter paper, gisundan sa irradiation sa mga sample. Ang gamma ray count gihimo sa Institute of Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University ug sa RI Research Center, Tokyo Metropolitan University. Ang mga pamaagi sa pag-analisa ug mga materyales nga reperensya alang sa kwantitatibong pagtino sa mga elemento sa INAA parehas ra sa gihulagway sa among miaging trabaho.
Usa ka X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) ang gigamit sa pagkolekta sa mga diffraction pattern sa mga sample sa Ryugu nga A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) ug C0087 (<1 mg) sa NIPR. Usa ka X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) ang gigamit sa pagkolekta sa mga diffraction pattern sa mga sample sa Ryugu nga A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) ug C0087 (<1 mg) sa NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг (≤1 мг), A003 C мг) sa NIPR. Usa ka X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) ang gigamit sa pagkolekta sa mga diffraction pattern sa mga sample sa Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), ug C0087 (<1 mg) sa NIPR.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集 Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的衍使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集 Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的衍 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) и C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использованием ренскрагем рентрт (Rigaku SmartLab). Ang mga X-ray diffraction pattern sa mga sample nga Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) ug C0087 (<1 mg) nakuha sa NIPR gamit ang X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab).Ang tanang mga sample gigaling ngadto sa pino nga pulbos sa usa ka silicon non-reflective wafer gamit ang sapphire glass plate ug dayon gisabwag nga parehas sa silicon non-reflective wafer nga walay bisan unsang likido (tubig o alkohol). Ang mga kondisyon sa pagsukod mao ang mosunod: Ang Cu Kα X-ray radiation namugna sa usa ka tube voltage nga 40 kV ug usa ka tube current nga 40 mA, ang limiting slit length kay 10 mm, ang divergence angle kay (1/6)°, ang in-plane rotation speed kay 20 rpm, ug ang range kay 2θ (double Bragg angle) kay 3-100° ug mokabat ug mga 28 ka oras aron ma-analisa. Gigamit ang Bragg Brentano optics. Ang detector kay usa ka one-dimensional silicon semiconductor detector (D/teX Ultra 250). Ang mga X-ray sa Cu Kβ gikuha gamit ang Ni filter. Gamit ang mga magamit nga sample, ang mga sukod sa synthetic magnesian saponite (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (leaf serpentine, Miyazu, Nikka) ug pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) gitandi aron mailhan ang mga peak ug gamiton ang powder file data diffraction data gikan sa International Center for Diffraction Data, dolomite (PDF 01-071-1662) ug magnetite (PDF 00-019-0629). Ang diffraction data gikan sa Ryugu gitandi usab sa data sa hydroaltered carbonaceous chondrites, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, ug Y 980115 CY (heating stage III, 500–750°C). Ang pagtandi nagpakita og mga pagkaparehas sa Orgueil, apan dili sa Y-791198 ug Y 980115.
Ang NEXAFS spectra nga adunay carbon edge K sa ultrathin nga mga seksyon sa mga sample nga gihimo gikan sa FIB gisukod gamit ang STXM BL4U channel sa UVSOR synchrotron facility sa Institute of Molecular Sciences (Okazaki, Japan). Ang gidak-on sa spot sa usa ka beam nga optically focused nga adunay Fresnel zone plate gibana-bana nga 50 nm. Ang energy step kay 0.1 eV para sa fine structure sa near edge region (283.6–292.0 eV) ug 0.5 eV (280.0–283.5 eV ug 292.5–300.0 eV) para sa mga rehiyon sa atubangan ug likod. Ang oras para sa matag image pixel gibutang sa 2 ms. Human sa evacuation, ang STXM analytical chamber gipuno sa helium sa pressure nga mga 20 mbar. Makatabang kini sa pagminus sa thermal drift sa X-ray optics equipment sa chamber ug sample holder, ingon man sa pagpakunhod sa kadaot sa sample ug/o oxidation. Ang NEXAFS K-edge carbon spectra nakuha gikan sa gipatong-patong nga datos gamit ang aXis2000 software ug proprietary STXM data processing software. Timan-i nga ang sample transfer case ug glovebox gigamit aron malikayan ang oksihenasyon ug kontaminasyon sa sample.
Human sa STXM-NEXAFS analysis, ang isotopic composition sa hydrogen, carbon, ug nitrogen sa Ryugu FIB slices gi-analisa gamit ang isotope imaging gamit ang JAMSTEC NanoSIMS 50L. Usa ka focused Cs+ primary beam nga mga 2 pA para sa carbon ug nitrogen isotope analysis ug mga 13 pA para sa hydrogen isotope analysis ang gi-rasterize sa usa ka area nga mga 24 × 24 µm2 ngadto sa 30 × 30 µm2 sa sample. Human sa 3 minutos nga prespray sa medyo kusog nga primary beam current, ang matag analysis gisugdan human sa stabilization sa secondary beam intensity. Para sa analysis sa carbon ug nitrogen isotopes, ang mga imahe sa 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– ug 12C15N– dungan nga nakuha gamit ang seven electron multiplier multiplex detection nga adunay mass resolution nga gibana-bana nga 9000, nga igo na aron ibulag ang tanang may kalabutan nga isotopic compounds. panghilabot (ie 12C1H sa 13C ug 13C14N sa 12C15N). Alang sa pag-analisar sa mga isotope sa hydrogen, ang 1H-, 2D- ug 12C- nga mga imahe nakuha nga adunay resolusyon sa masa nga gibana-bana nga 3000 nga adunay daghang pag-ila gamit ang tulo ka electron multipliers. Ang matag pag-analisar gilangkoban sa 30 ka na-scan nga mga imahe sa parehas nga lugar, nga adunay usa ka imahe nga gilangkoban sa 256 × 256 nga mga pixel alang sa pag-analisar sa isotope sa carbon ug nitrogen ug 128 × 128 nga mga pixel alang sa pag-analisar sa isotope sa hydrogen. Ang oras sa paglangan kay 3000 µs matag pixel alang sa pag-analisar sa isotope sa carbon ug nitrogen ug 5000 µs matag pixel alang sa pag-analisar sa isotope sa hydrogen. Gigamit namo ang 1-hydroxybenzotriazole hydrate isip mga sumbanan sa isotope sa hydrogen, carbon ug nitrogen aron ma-calibrate ang instrumental mass fractionation45.
Aron mahibal-an ang silicon isotopic composition sa presolar graphite sa FIB C0068-25 profile, migamit kami og unom ka electron multipliers nga adunay mass resolution nga mga 9000. Ang mga imahe gilangkoban sa 256 × 256 pixels nga adunay delay time nga 3000 µs kada pixel. Gi-calibrate namo ang usa ka mass fractionation instrument gamit ang silicon wafers isip hydrogen, carbon, ug silicon isotope standards.
Ang mga imahe sa isotope giproseso gamit ang NanoSIMS45 imaging software sa NASA. Ang datos gikorehian para sa electron multiplier dead time (44 ns) ug quasi-simultaneous arrival effects. Lahi-lahi nga scan alignment para sa matag imahe aron makorehian ang image drift atol sa pagkuha. Ang katapusang imahe sa isotope gihimo pinaagi sa pagdugang og secondary ions gikan sa matag imahe para sa matag scan pixel.
Human sa STXM-NEXAFS ug NanoSIMS analysis, ang samang FIB sections gisusi gamit ang transmission electron microscope (JEOL JEM-ARM200F) sa accelerating voltage nga 200 kV sa Kochi, JAMSTEC. Ang microstructure giobserbahan gamit ang bright-field TEM ug high-angle scanning TEM sa ngitngit nga field. Ang mga mineral phase giila pinaagi sa spot electron diffraction ug lattice band imaging, ug ang chemical analysis gihimo pinaagi sa EDS gamit ang 100 mm2 silicon drift detector ug JEOL Analysis Station 4.30 software. Para sa quantitative analysis, ang characteristic X-ray intensity para sa matag elemento gisukod sa TEM scanning mode nga adunay fixed data acquisition time nga 30 s, beam scanning area nga ~100 × 100 nm2, ug beam current nga 50 pA. Ang ratio (Si + Al)-Mg-Fe sa layered silicates gitino gamit ang experimental coefficient k, nga gi-korektar para sa gibag-on, nga nakuha gikan sa standard sa natural pyropagarnet.
Ang tanang mga imahe ug pag-analisar nga gigamit niini nga pagtuon anaa sa JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Kini nga artikulo naghatag sa orihinal nga datos.
Kitari, K. et al. Komposisyon sa nawong sa asteroid 162173 Ryugu sumala sa naobserbahan sa instrumento sa Hayabusa2 NIRS3. Science 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato-type carbonaceous chondrites (CY): mga analogue sa nawong sa asteroid sa Ryugu? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. Ang unang pag-analisa sa komposisyon sa mga sampol sa Ryugu gihimo gamit ang MicroOmega hyperspectral microscope. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. Pasiunang pagtuki sa sampol sa Hyabusa2 nga mibalik gikan sa C-type nga asteroid nga Ryugu. National Astron. 6, 214–220 (2021).