Diolch am ymweld â Nature.com.Mae gan y fersiwn porwr rydych chi'n ei ddefnyddio gefnogaeth CSS gyfyngedig.I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer).Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, byddwn yn gwneud y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Yn gyfnewidiol ac yn gyfoethog mewn mater organig, gall asteroidau math C fod yn un o'r prif ffynonellau dŵr ar y Ddaear.Ar hyn o bryd, mae chondritau sy'n dwyn carbon yn rhoi'r syniad gorau o'u cyfansoddiad cemegol, ond mae gwybodaeth am feteorynnau'n cael ei ystumio: dim ond y mathau mwyaf gwydn sy'n goroesi i mewn i'r atmosffer ac yna'n rhyngweithio ag amgylchedd y ddaear.Yma rydym yn cyflwyno canlyniadau astudiaeth gyfeintiol a micro-ddadansoddol fanwl o'r gronyn Ryugu cynradd a ddanfonwyd i'r Ddaear gan long ofod Hayabusa-2.Mae gronynnau Ryugu yn dangos cyfatebiaeth agos o ran cyfansoddiad â chondritau CI (math Iwuna) sy'n ddiffracsiwn yn gemegol ond wedi'u newid gan ddŵr, a ddefnyddir yn helaeth fel dangosydd o gyfansoddiad cyffredinol cysawd yr haul.Mae'r sbesimen hwn yn dangos perthynas ofodol gymhleth rhwng organig aliffatig cyfoethog a silicadau haenog ac yn nodi tymheredd uchaf o tua 30 °C yn ystod erydiad dŵr.Gwelsom ddigonedd o ddewteriwm a diazonium yn gyson â tharddiad all-solar.Gronynnau Ryugu yw'r deunydd estron mwyaf dihalog ac anwahanadwy a astudiwyd erioed ac maent yn cyd-fynd orau â chyfansoddiad cyffredinol cysawd yr haul.
Rhwng Mehefin 2018 a Thachwedd 2019, cynhaliodd llong ofod Hayabusa2 Asiantaeth Archwilio Awyrofod Japan (JAXA) arolwg pell helaeth o asteroid Ryugu.Mae data o'r Sbectromedr Agos Isgoch (NIRS3) yn Hayabusa-2 yn awgrymu y gall Ryugu fod yn ddeunydd tebyg i gondritau carbonaidd thermol a/neu sioc-fetamorffig.Y cydweddiad agosaf yw CY chondrite (math Yamato) 2. Gellir esbonio albedo isel Ryugu gan bresenoldeb nifer fawr o gydrannau llawn carbon, yn ogystal â maint gronynnau, mandylledd, ac effeithiau hindreulio gofodol.Gwnaeth llong ofod Hayabusa-2 ddau laniad a chasglu samplau ar Ryuga.Yn ystod y glaniad cyntaf ar Chwefror 21, 2019, cafwyd deunydd arwyneb, a storiwyd yn adran A y capsiwl dychwelyd, ac yn ystod yr ail laniad ar 11 Gorffennaf, 2019, casglwyd deunydd ger crater artiffisial a ffurfiwyd gan impactor cludadwy bach.Mae'r samplau hyn yn cael eu storio yn Ward C. Roedd nodweddiad annistrywiol cychwynnol y gronynnau yng Ngham 1 mewn siambrau arbennig, heb eu halogi a pur llawn nitrogen mewn cyfleusterau a reolir gan JAXA yn dangos bod y gronynnau Ryugu yn debycach i gondritau CI4 ac yn dangos “lefelau amrywiol o amrywiad”3 .Dim ond trwy nodi nodweddion isotopig, elfennol a mwynolegol manwl o ronynnau Ryugu y gellir datrys dosbarthiad Ryugu sy'n ymddangos yn groes i'w gilydd, sy'n debyg i chondritau CY neu CI.Mae'r canlyniadau a gyflwynir yma yn darparu sylfaen gadarn ar gyfer penderfynu pa un o'r ddau esboniad rhagarweiniol hyn ar gyfer cyfansoddiad cyffredinol yr asteroid Ryugu sydd fwyaf tebygol.
Neilltuwyd wyth o belenni Ryugu (cyfanswm o tua 60mg), pedwar o Siambr A a phedwar o Siambr C, i Gam 2 i reoli tîm Kochi.Prif nod yr astudiaeth yw egluro natur, tarddiad a hanes esblygiadol yr asteroid Ryugu, a dogfennu tebygrwydd a gwahaniaethau â sbesimenau allfydol hysbys eraill megis chondritau, gronynnau llwch rhyngblanedol (IDPs) a chomedau sy'n dychwelyd.Samplau a gasglwyd gan genhadaeth Stardust NASA.
Dangosodd dadansoddiad mwynolegol manwl o bum grawn Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 a C0068) eu bod yn cynnwys ffylosilicadau mân a bras yn bennaf (~64–88 cyf.%; Ffig. 1a, b, Ffig. Atodol).a thabl ychwanegol 1).Mae ffyllosilicadau graen bras yn digwydd fel agregau pinnate (hyd at ddegau o ficronau o ran maint) mewn matricsau graen mân, llawn ffylosilicate (llai nag ychydig ficronau o ran maint).Mae gronynnau silicad haenog yn symbiontau serpentine-saponit (Ffig. 1c).Mae'r map (Si + Al)-Mg-Fe hefyd yn dangos bod gan y matrics silicad haenog swmp gyfansoddiad canolraddol rhwng sarffant a saponit (Ffig. 2a, b).Mae'r matrics ffylosilicate yn cynnwys mwynau carbonad (~2–21 cyf.%), mwynau sylffid (~2.4–5.5 cyf.%), a magnetit (~3.6–6.8 cyf.%).Roedd un o'r gronynnau a archwiliwyd yn yr astudiaeth hon (C0009) yn cynnwys ychydig (~0.5 cyf.%) o silicadau anhydrus (olivine a pyroxene), a allai helpu i nodi'r deunydd ffynhonnell a oedd yn rhan o'r garreg Ryugu amrwd5.Mae'r silicad anhydrus hwn yn brin mewn pelenni Ryugu a dim ond mewn pelenni C0009 y cafodd ei nodi'n gadarnhaol.Mae carbonadau yn bresennol yn y matrics fel darnau (llai nag ychydig gannoedd o ficronau), dolomit yn bennaf, gyda symiau bach o galsiwm carbonad a brinell.Mae magnetit yn digwydd fel gronynnau ynysig, framboidau, placiau, neu agregau sfferig.Cynrychiolir sylffid yn bennaf gan pyrrhotit ar ffurf prismau/platiau hecsagonol afreolaidd neu lathau.Mae'r matrics yn cynnwys llawer iawn o submicron pentlandit neu mewn cyfuniad â pyrrhotite. Mae cyfnodau carbon-gyfoethog (<10 µm mewn maint) yn digwydd ym mhobman yn y matrics llawn ffylosilicate. Mae cyfnodau carbon-gyfoethog (<10 µm mewn maint) yn digwydd ym mhobman yn y matrics llawn ffylosilicate. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матриц. Mae cyfnodau carbon-gyfoethog (<10 µm mewn maint) yn digwydd ym mhobman yn y matrics llawn ffylosilicate.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 филосиликатами матрице. Mae cyfnodau llawn carbon (<10 µm mewn maint) yn dominyddu yn y matrics llawn ffylosilicate.Dangosir mwynau ategol eraill yn Nhabl Atodol 1. Mae'r rhestr o fwynau a bennir o batrwm diffreithiant pelydr-X y cymysgedd C0087 ac A0029 ac A0037 yn gyson iawn â'r hyn a bennir yn chondrite CI (Orgueil), ond mae'n wahanol iawn i'r chondrites CY a CM (math Mighei) 1 (data Ffigur 2) ehangu a Supplement Figure.Mae cyfanswm cynnwys elfen grawn Ryugu (A0098, C0068) hefyd yn gyson â chondrite 6 CI (data estynedig, Ffig. 2 a Thabl Atodol 2).Mewn cyferbyniad, mae chondritau CM wedi'u disbyddu mewn elfennau cymharol gyfnewidiol a hynod gyfnewidiol, yn enwedig Mn a Zn, ac yn uwch mewn elfennau anhydrin7.Mae crynodiadau rhai elfennau'n amrywio'n fawr, a all fod yn adlewyrchiad o heterogenedd cynhenid ​​y sampl oherwydd maint bach gronynnau unigol a'r gogwydd samplu sy'n deillio o hynny.Mae'r holl nodweddion petrolegol, mwynolegol ac elfennol yn nodi bod grawn Ryugu yn debyg iawn i chondrites CI8,9,10.Eithriad nodedig yw absenoldeb ferrihydrite a sylffad mewn grawn Ryugu, sy'n awgrymu bod y mwynau hyn mewn chondritau CI wedi'u ffurfio gan hindreulio daearol.
a, Delwedd pelydr-X cyfansawdd o Mg Kα (coch), Ca Kα (gwyrdd), Fe Kα (glas), a S Kα (melyn) adran caboledig sych C0068.Mae'r ffracsiwn yn cynnwys silicadau haenog (coch: ~88 vol%), carbonadau (dolomit; gwyrdd golau: ~1.6 vol%), magnetit (glas: ~5.3 vol%) a sylffidau (melyn: sylffid = ~2.5% cyfrol. traethawd. b, delwedd y rhanbarth cyfuchlin mewn electronau ôl-wasgaredig ar a. Bru - anaeddfed; Dole - sudd haearnaidd - dolomit; Dole - solomit haearn; ine.c, delwedd microsgopeg trawsyrru electron (TEM) cydraniad uchel o ryng-dyfiant saponit-serpentine nodweddiadol yn dangos bandiau dellt sarpentin a saponit o 0.7 nm ac 1.1 nm, yn y drefn honno.
Dangosir cyfansoddiad y matrics a silicad haenog (ar %) o ronynnau Ryugu A0037 (cylchoedd coch solet) a C0068 (cylchoedd glas solet) yn y system deiran (Si + Al)-Mg-Fe.a, Canlyniadau Micro-ddadansoddiad Electron Probe (EPMA) wedi'u plotio yn erbyn chondrites CI (Ivuna, Orgueil, Alais)16 a ddangosir mewn llwyd er mwyn cymharu.b, Sganio TEM (STEM) a dadansoddiad sbectrosgopeg pelydr-X gwasgaredig ynni (EDS) a ddangosir i'w cymharu â meteorynnau Orgueil9 a Murchison46 ac IDP hydradol47.Dadansoddwyd ffyllosilicadau graen mân a bras, gan osgoi gronynnau bach o sylffid haearn.Mae'r llinellau doredig yn a a b yn dangos llinellau hydoddi saponit a sarpentin.Gall y cyfansoddiad llawn haearn mewn un fod oherwydd grawn sylffid haearn submicron o fewn y grawn silicad haenog, na ellir ei eithrio gan gydraniad gofodol y dadansoddiad EPMA.Gall pwyntiau data sydd â chynnwys Si uwch na'r saponit yn b gael eu hachosi gan bresenoldeb deunydd nanosized amorffaidd llawn silicon yng nghraflenni'r haen ffylosilicate.Nifer y dadansoddiadau: N=69 ar gyfer A0037, N=68 ar gyfer EPMA, N=68 ar gyfer C0068, N=19 ar gyfer A0037 ac N=27 ar gyfer C0068 ar gyfer STEM-EDS.c, map isotop o ronyn trioxy Ryugu C0014-4 o'i gymharu â gwerthoedd chondrite CI (Orgueil), CY (Y-82162) a data llenyddiaeth (CM a C2-ung)41,48,49.Rydym wedi cael data ar gyfer meteorynnau Orgueil ac Y-82162.Mae CCAM yn llinell o fwynau chondrite carbonaceous anhydrus, mae TFL yn llinell rhannu tir.d, mapiau Δ17O a δ18O o ronyn Ryugu C0014-4, chondrite CI (Orgueil), a chondrite CY (Y-82162) (yr astudiaeth hon).Δ17O_Ryugu: Gwerth Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Gwerth Δ17O ar gyfartaledd ar gyfer Orgueil.Δ17O_Y-82162: Gwerth Δ17O ar gyfartaledd ar gyfer Y-82162.Dangosir data CI a CY o lenyddiaeth 41, 48, 49 hefyd er cymhariaeth.
Perfformiwyd dadansoddiad isotop torfol o ocsigen ar sampl 1.83 mg o ddeunydd a echdynnwyd o C0014 gronynnog trwy fflworineiddio laser (Dulliau).Er mwyn cymharu, gwnaethom redeg saith copi o Orgueil (CI) (cyfanswm màs = 8.96 mg) a saith copi o Y-82162 (CY) (cyfanswm màs = 5.11 mg) (Tabl Atodol 3).
Ar ffig.Mae 2d yn dangos gwahaniad clir o Δ17O a δ18O rhwng gronynnau pwysau cyfartalog Orgueil a Ryugu o'i gymharu ag Y-82162.Mae Δ17O y gronyn Ryugu C0014-4 yn uwch na gronyn Orgeil, er gwaethaf y gorgyffwrdd ar 2 sd.Mae gan ronynnau Ryugu werthoedd Δ17O uwch o gymharu ag Orgeil, a all adlewyrchu llygredd daearol yr olaf ers ei gwymp ym 1864. Mae hindreulio yn yr amgylchedd daearol11 o reidrwydd yn arwain at ymgorffori ocsigen atmosfferig, gan ddod â'r dadansoddiad cyffredinol yn nes at y llinell ffracsiynu daearol (TFL).Mae'r casgliad hwn yn gyson â'r data mwynolegol (a drafodwyd yn gynharach) nad yw grawn Ryugu yn cynnwys hydradau na sylffadau, tra bod Orgeil yn ei wneud.
Yn seiliedig ar y data mwynolegol uchod, mae'r canlyniadau hyn yn cefnogi cysylltiad rhwng grawn Ryugu a chondrites CI, ond yn diystyru cysylltiad o chondrites CY.Mae'r ffaith nad yw grawn Ryugu yn gysylltiedig â chondrites CY, sy'n dangos arwyddion clir o fwynoleg dadhydradu, yn ddryslyd.Mae'n ymddangos bod arsylwadau orbitol o Ryugu yn dangos ei fod wedi dadhydradu ac felly mae'n debygol ei fod yn cynnwys deunydd CY.Mae'r rhesymau dros y gwahaniaeth ymddangosiadol hwn yn parhau i fod yn aneglur.Cyflwynir dadansoddiad isotop ocsigen o ronynnau Ryugu eraill mewn papur cydymaith 12. Fodd bynnag, mae canlyniadau'r set ddata estynedig hon hefyd yn gyson â'r cysylltiad rhwng gronynnau Ryugu a chondrites CI.
Gan ddefnyddio technegau micro-ddadansoddi cydgysylltiedig (Ffig Atodol 3), fe wnaethom archwilio dosbarthiad gofodol carbon organig dros arwynebedd cyfan y ffracsiwn trawst ïon ffocws (FIB) C0068.25 (Ffig. 3a-f).Sbectra amsugno pelydr-X o garbon (NEXAFS) ar yr ymyl agos yn adran C0068.25 yn dangos nifer o grwpiau gweithredol – aromatig neu C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) a C(=O)O (288.8 eV.7) yn absennol, sef adeiledd graffen F.7 isel (288.8 eV). o amrywiad thermol.Mae brig cryf CH (287.5 eV) yr organigion rhannol o C0068.25 yn wahanol i'r organig anhydawdd o chondritau carbonaidd a astudiwyd yn flaenorol ac mae'n debycach i IDP14 a gronynnau comedi a gafwyd gan genhadaeth Stardust.Mae brig CH cryf ar 287.5 eV a brig aromatig gwan iawn neu C=C ar 285.2 eV yn dangos bod cyfansoddion organig yn gyfoethog mewn cyfansoddion aliffatig (Ffig. 3a a Ffig. Atodol 3a).Mae ardaloedd sy'n llawn cyfansoddion organig aliffatig wedi'u lleoli mewn ffylosilicadau graen bras, yn ogystal ag mewn ardaloedd sydd â strwythur carbon aromatig (neu C=C) gwael (Ffig. 3c,d).Mewn cyferbyniad, dangosodd A0037,22 (Ffig Atodol 3) gynnwys is o ranbarthau carbon-gyfoethog aliffatig.Mae mwynoleg waelodol y grawn hyn yn gyfoethog mewn carbonadau, yn debyg i chondrite CI 16, sy'n awgrymu newid sylweddol i ddŵr ffynhonnell (Tabl Atodol 1).Bydd amodau ocsideiddio yn ffafrio crynodiadau uwch o grwpiau gweithredol carbonyl a charboxyl mewn cyfansoddion organig sy'n gysylltiedig â charbonadau.Gall dosbarthiad submicron organig â strwythurau carbon aliffatig fod yn wahanol iawn i ddosbarthiad silicadau haenog â grawn bras.Cafwyd hyd i awgrymiadau o gyfansoddion organig aliffatig sy'n gysylltiedig â phyllosilicate-OH ym meteoryn Llyn Tagish.Mae data micro-ddadansoddol cydgysylltiedig yn awgrymu y gall deunydd organig sy'n gyfoethog mewn cyfansoddion aliffatig fod yn eang mewn asteroidau math-C ac yn gysylltiedig yn agos â ffylosilicadau.Mae'r casgliad hwn yn gyson ag adroddiadau blaenorol o CHs aliffatig/aromatig mewn gronynnau Ryugu a ddangoswyd gan MicroOmega, microsgop hyperspectral bron-isgoch.Cwestiwn pwysig sydd heb ei ddatrys yw a yw priodweddau unigryw cyfansoddion organig carbon-gyfoethog aliffatig sy'n gysylltiedig â ffylosilicadau grawn bras a welwyd yn yr astudiaeth hon i'w cael ar yr asteroid Ryugu yn unig.
a, sbectra carbon NEXAFS wedi'i normaleiddio i 292 eV yn y rhanbarth cyfoethog aromatig (C=C) (coch), yn y rhanbarth cyfoethog aliffatig (gwyrdd), ac yn y matrics (glas).Y llinell lwyd yw sbectrwm organig anhydawdd Murchison 13 er mwyn cymharu.au, uned gyflafareddu.b, Darllediad sganio microsgopeg pelydr-X (STXM) delwedd sbectrol o ymyl K carbon yn dangos mai carbon sy'n dominyddu'r adran.c, plot cyfansawdd RGB gyda rhanbarthau cyfoethog aromatig (C = C) (coch), rhanbarthau cyfoethog aliffatig (gwyrdd), a matrics (glas).d, mae organig sy'n gyfoethog mewn cyfansoddion aliffatig wedi'i grynhoi mewn phyllosilicate grawn bras, mae'r arwynebedd wedi'i ehangu o'r blychau dot gwyn yn b a c.e, nanosfferau mawr (ng-1) yn yr ardal wedi'i chwyddo o'r blwch dot gwyn yn b ac c.Ar gyfer: pyrrhotite.Pn: nicel-cromit.f, Sbectrometreg Màs Ion Eilaidd Nanoraddfa (NanoSIMS), Hydrogen (1H), Carbon (12C), a Nitrogen (12C14N) delweddau elfennol, delweddau cymhareb elfen 12C/1H, a delweddau isotop croes δD, δ13C, a δ15N – Adran PG-1: cyfoethogi Tabl 14C eithafol (Tabl 14C cyfoethogi).
Gall astudiaethau cinetig o ddiraddiad deunydd organig ym meteorynnau Murchison ddarparu gwybodaeth bwysig am ddosbarthiad heterogenaidd mater organig aliffatig sy'n llawn grawn Ryugu.Mae'r astudiaeth hon yn dangos bod bondiau CH aliffatig mewn deunydd organig yn parhau hyd at dymheredd uchaf o tua 30°C yn y rhiant a/neu'n newid gyda pherthnasoedd tymheredd amser (ee 200 mlynedd ar 100°C a 0°C 100 miliwn o flynyddoedd)..Os na chaiff y rhagflaenydd ei gynhesu ar dymheredd penodol am fwy nag amser penodol, gellir cadw dosbarthiad gwreiddiol organig aliffatig sy'n gyfoethog mewn ffylosilicate.Fodd bynnag, gall newidiadau yn ffynhonnell dŵr y graig gymhlethu’r dehongliad hwn, gan nad yw A0037 sy’n llawn carbonad yn dangos unrhyw ranbarthau aliffatig carbon-gyfoethog sy’n gysylltiedig â ffylosilicadau.Mae’r newid tymheredd isel hwn yn cyfateb yn fras i bresenoldeb ffelsbar ciwbig mewn grawn Ryugu (Tabl Atodol 1) 20.
Mae ffrithiant C0068.25 (ng-1; Ffig. 3a–c,e) yn cynnwys nanosffer mawr sy'n dangos aromatig iawn (neu C=C), gweddol aliffatig, a sbectra gwan o C(=O)O a C=O..Nid yw llofnod carbon aliffatig yn cyd-fynd â llofnod organig anhydawdd swmp a nanosfferau organig sy'n gysylltiedig â chondritau (Ffig. 3a) 17,21.Dangosodd dadansoddiad sbectrosgopig Raman ac isgoch o nanosfferau yn Llyn Tagish eu bod yn cynnwys cyfansoddion organig aliffatig ac ocsidiedig a chyfansoddion organig aromatig polysyclig anhrefnus gyda strwythur cymhleth22,23.Oherwydd bod y matrics amgylchynol yn cynnwys organig sy'n gyfoethog mewn cyfansoddion aliffatig, gall llofnod carbon aliffatig yn ng-1 fod yn arteffact dadansoddol.Yn ddiddorol, mae ng-1 yn cynnwys silicadau amorffaidd wedi'u mewnosod (Ffig. 3e), gwead nad yw wedi'i adrodd eto ar gyfer unrhyw ddeunydd organig allfydol.Gall silicadau amorffaidd fod yn gydrannau naturiol o ng-1 neu gallant ddeillio o amorffeiddio silicadau dyfrllyd/anhydrus gan ïon a/neu belydr electron yn ystod dadansoddiad.
Mae delweddau ïon NanoSIMS o'r adran C0068.25 (Ffig. 3f) yn dangos newidiadau unffurf yn δ13C a δ15N, ac eithrio grawn presolar gyda chyfoethogi 13C mawr o 30,811‰ (PG-1 yn y ddelwedd δ13C yn Ffig. 3f) (Tabl Atodol).Mae delweddau grawn elfennol pelydr-X a delweddau TEM cydraniad uchel yn dangos y crynodiad carbon a'r pellter rhwng yr awyrennau gwaelodol o 0.3 nm yn unig, sy'n cyfateb i graffit.Mae'n werth nodi bod gwerthoedd δD (841 ± 394‰) a δ15N (169 ± 95‰), wedi'u cyfoethogi mewn deunydd organig aliffatig sy'n gysylltiedig â phyllosilicates grawn bras, ychydig yn uwch na'r cyfartaledd ar gyfer y rhanbarth cyfan C (δD = 528 ‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) yn C0068.25 (Tabl Atodol 4).Mae'r arsylwad hwn yn awgrymu y gallai'r organig aliffatig-gyfoethog mewn ffyllosilicadau grawn bras fod yn fwy cyntefig na'r organig o'i amgylch, gan y gallai'r olaf fod wedi cael cyfnewid isotopig â'r dŵr amgylchynol yn y corff gwreiddiol.Fel arall, gall y newidiadau isotopig hyn hefyd fod yn gysylltiedig â'r broses ffurfio gychwynnol.Dehonglir bod silicadau haenog graen mân mewn chondritau CI wedi'u ffurfio o ganlyniad i newid parhaus i'r clystyrau silicad anhydrus gwreiddiol â graen bras.Mae'n bosibl bod mater organig llawn aliffatig wedi ffurfio o foleciwlau rhagflaenol yn y ddisg protoplanetaidd neu'r cyfrwng rhyngserol cyn ffurfio cysawd yr haul, ac yna wedi'i newid ychydig yn ystod newidiadau dŵr y rhiant gorff Ryugu (mawr). Mae maint (<1.0 km) Ryugu yn rhy fach i gynnal gwres mewnol yn ddigonol ar gyfer newid dyfrllyd i ffurfio mwynau hydraidd25. Mae maint (<1.0 km) Ryugu yn rhy fach i gynnal digon o wres mewnol ar gyfer newid dyfrllyd i ffurfio mwynau hydraidd25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло длишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водномои для водномои ых минералов25. Maint (<1.0 km) Mae Ryugu yn rhy fach i gynnal digon o wres mewnol i ddŵr newid i ffurfio mwynau dŵr25. 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氟 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氟 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием водных минералов25. Mae maint Ryugu (<1.0 km) yn rhy fach i gynnal gwres mewnol i newid dŵr i ffurfio mwynau dŵr25.Felly, efallai y bydd angen degau o gilometrau o faint rhagflaenwyr Ryugu.Gall deunydd organig sy'n gyfoethog mewn cyfansoddion aliffatig gadw eu cymarebau isotop gwreiddiol oherwydd cysylltiad â ffylosilicadau grawn bras.Fodd bynnag, mae union natur y cludwyr trwm isotopig yn parhau i fod yn ansicr oherwydd y cymysgedd cymhleth a manwl o'r gwahanol gydrannau yn y ffracsiynau FIB hyn.Gall y rhain fod yn sylweddau organig sy'n gyfoethog mewn cyfansoddion aliffatig mewn gronynnau Ryugu neu ffylosilicadau bras o'u cwmpas.Sylwch fod mater organig ym mron pob chondrit carbonaidd (gan gynnwys chondritau CI) yn tueddu i fod yn gyfoethocach yn D nag mewn ffylosilicadau, ac eithrio CM Paris 24, 26 meteorynnau.
Lleiniau cyfaint δD a δ15N o sleisys FIB a gafwyd ar gyfer A0002.23 ac A0002.26, A0037.22 ac A0037.23 a C0068.23, C0068.25 a C0068.26 tafelli FIB (cyfanswm o saith sleisys FIB o ronynnau eraill o'r system FIB) yw cymhariaeth a ddangosir gan y system A0068.25. ffig.4 (Tabl Atodol 4)27,28.Mae newidiadau cyfaint yn δD a δ15N yn y proffiliau A0002, A0037, a C0068 yn gyson â'r rhai yn y CDU, ond yn uwch nag yn y chondrites CM a CI (Ffig. 4).Sylwch fod yr ystod o werthoedd δD ar gyfer sampl Comet 29 (-240 i 1655 ‰) yn fwy nag un Ryugu.Mae'r cyfrolau δD a δ15N o broffiliau Ryukyu, fel rheol, yn llai na'r cyfartaledd ar gyfer comedau teulu'r blaned Iau a chwmwl Oort (Ffig. 4).Gall gwerthoedd δD is y chondrites CI adlewyrchu dylanwad halogiad daearol yn y samplau hyn.O ystyried y tebygrwydd rhwng Bells, Lake Tagish, a IDP, gall yr heterogeneity mawr mewn gwerthoedd δD a δN mewn gronynnau Ryugu adlewyrchu newidiadau yn y llofnodion isotopig cychwynnol o gyfansoddiadau organig a dyfrllyd yn y system solar cynnar.Mae'r newidiadau isotopig tebyg mewn δD a δN mewn gronynnau Ryugu a IDP yn awgrymu y gallai'r ddau fod wedi ffurfio o ddeunydd o'r un ffynhonnell.Credir bod CDU yn tarddu o ffynonellau comedi 14 .Felly, gall Ryugu gynnwys deunydd tebyg i gomed a/neu o leiaf y system solar allanol.Fodd bynnag, gall hyn fod yn anoddach na'r hyn a ddatganwn yma oherwydd (1) y cymysgedd o ddŵr sfferulitig a chyfoethog o D ar y rhiant gorff 31 a (2) cymhareb D/H y comed fel swyddogaeth gweithgaredd comedi 32 .Fodd bynnag, nid yw'r rhesymau dros yr heterogenedd a arsylwyd o isotopau hydrogen a nitrogen mewn gronynnau Ryugu yn cael eu deall yn llawn, yn rhannol oherwydd y nifer gyfyngedig o ddadansoddiadau sydd ar gael heddiw.Mae canlyniadau systemau isotop hydrogen a nitrogen yn dal i godi'r posibilrwydd bod Ryugu yn cynnwys y rhan fwyaf o'r deunydd o'r tu allan i Gysawd yr Haul ac felly'n dangos rhywfaint o debygrwydd i gomedau.Nid oedd proffil Ryugu yn dangos unrhyw gydberthynas amlwg rhwng δ13C a δ15N (Tabl Atodol 4).
Mae cyfansoddiad isotopig cyffredinol H ac N o ronynnau Ryugu (cylchoedd coch: A0002, A0037; cylchoedd glas: C0068) yn cydberthyn â maint solar 27, teulu cymedrig Iau (JFC27), a chomedau cwmwl Oort (OCC27), IDP28, a chondrules carbonaidd.Cymharu meteoryn 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Rhoddir y cyfansoddiad isotopig yn Nhabl Atodol 4. Y llinellau doredig yw'r gwerthoedd isotop daearol ar gyfer H ac N.
Mae cludo anweddolion (ee deunydd organig a dŵr) i'r Ddaear yn parhau i fod yn bryder26,27,33.Gall mater organig submicron sy'n gysylltiedig â ffilosilicadau bras mewn gronynnau Ryugu a nodir yn yr astudiaeth hon fod yn ffynhonnell bwysig o anweddolion.Mae deunydd organig mewn ffyllosilicadau graen bras wedi'i amddiffyn yn well rhag diraddio16,34 a pydredd35 na deunydd organig mewn matricsau graen mân.Mae cyfansoddiad isotopig trymach hydrogen yn y gronynnau yn golygu ei bod yn annhebygol mai dyma'r unig ffynhonnell o anweddolion a gludir i'r Ddaear gynnar.Gellir eu cymysgu â chydrannau â chyfansoddiad isotopig hydrogen ysgafnach, fel y cynigiwyd yn ddiweddar yn y rhagdybiaeth o bresenoldeb dŵr solar a yrrir gan y gwynt mewn silicadau.
Yn yr astudiaeth hon, rydym yn dangos bod meteorynnau CI, er gwaethaf eu pwysigrwydd geocemegol fel cynrychiolwyr cyfansoddiad cyffredinol cysawd yr haul, 6,10 yn samplau halogedig daearol.Rydym hefyd yn darparu tystiolaeth uniongyrchol ar gyfer rhyngweithio rhwng deunydd organig aliffatig cyfoethog a mwynau hydraidd cyfagos ac yn awgrymu y gallai Ryugu gynnwys deunydd all-solar37.Mae canlyniadau'r astudiaeth hon yn dangos yn glir bwysigrwydd samplu protoasteroidau yn uniongyrchol a'r angen i gludo samplau a ddychwelwyd o dan amodau cwbl anadweithiol a di-haint.Mae'r dystiolaeth a gyflwynir yma yn dangos bod gronynnau Ryugu yn ddiamau yn un o'r deunyddiau cysawd yr haul mwyaf dihalog sydd ar gael ar gyfer ymchwil labordy, a bydd astudiaeth bellach o'r samplau gwerthfawr hyn yn sicr yn ehangu ein dealltwriaeth o brosesau cynnar cysawd yr haul.Gronynnau Ryugu yw'r cynrychiolaeth orau o gyfansoddiad cyffredinol cysawd yr haul.
Er mwyn pennu microstrwythur cymhleth a phriodweddau cemegol samplau graddfa submicron, fe wnaethom ddefnyddio dadansoddiad tomograffeg gyfrifiadurol seiliedig ar ymbelydredd synchrotron (SR-XCT) a diffreithiant pelydr-X SR (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM.Dim diraddio, llygredd oherwydd awyrgylch y ddaear, a dim difrod gan ronynnau mân neu samplau mecanyddol.Yn y cyfamser, rydym wedi cynnal dadansoddiad cyfeintiol systematig gan ddefnyddio microsgopeg electron sganio (SEM)-EDS, EPMA, XRD, dadansoddiad actifadu niwtronau offerynnol (INAA), ac offer fflworineiddio isotop ocsigen laser.Dangosir y gweithdrefnau assay yn Ffigur Atodol 3 a disgrifir pob assay yn yr adrannau canlynol.
Cafodd gronynnau o'r asteroid Ryugu eu hadennill o fodiwl ailfynediad Hayabusa-2 a'u danfon i Ganolfan Reoli JAXA yn Sagamihara, Japan, heb lygru atmosffer y Ddaear4.Ar ôl nodweddu cychwynnol ac annistrywiol mewn cyfleuster a reolir gan JAXA, defnyddiwch gynwysyddion trosglwyddo rhyng-safle y gellir eu selio a bagiau capsiwl sampl (crisial saffir diamedr 10 neu 15 mm a dur di-staen, yn dibynnu ar faint y sampl) i osgoi ymyrraeth amgylcheddol.Amgylchedd.y a/neu halogion daear (ee anwedd dŵr, hydrocarbonau, nwyon atmosfferig a gronynnau mân) a chroeshalogi rhwng samplau wrth baratoi samplau a'u cludo rhwng sefydliadau a phrifysgolion38.Er mwyn osgoi diraddio a llygredd oherwydd rhyngweithio ag atmosffer y ddaear (anwedd dŵr ac ocsigen), cynhaliwyd pob math o baratoi sampl (gan gynnwys naddu â chŷn tantalwm, gan ddefnyddio llif gwifren diemwnt cytbwys (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) a thorri epocsi paratoi ar gyfer gosod) mewn glovebox o dan sych glân N2 (pwynt gwlith: -80 i -260 °C-2000).Mae'r holl eitemau a ddefnyddir yma yn cael eu glanhau gyda chyfuniad o ddŵr ultrapure ac ethanol gan ddefnyddio tonnau ultrasonic o wahanol amleddau.
Yma rydym yn astudio casgliad meteoryn y Sefydliad Ymchwil Pegynol Cenedlaethol (NIPR) o Ganolfan Ymchwil Meteoryn Antarctig (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 a CY: Y 980115).
Ar gyfer trosglwyddo rhwng offerynnau ar gyfer dadansoddi SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS a TEM, defnyddiwyd y deiliad sampl ultrathin cyffredinol a ddisgrifiwyd mewn astudiaethau blaenorol38.
Perfformiwyd dadansoddiad SR-XCT o ​​samplau Ryugu gan ddefnyddio system CT integredig BL20XU/SPring-8.Mae'r system CT integredig yn cynnwys gwahanol ddulliau mesur: maes golygfa eang a modd cydraniad isel (WL) i ddal strwythur cyfan y sampl, maes golygfa cul a modd cydraniad uchel (NH) ar gyfer mesur arwynebedd sampl yn gywir.llog a radiograffau i gael patrwm diffreithiant o gyfaint y sampl, a pherfformio XRD-CT i gael diagram 2D ​​o'r cyfnodau mwynau plân llorweddol yn y sampl.Sylwch y gellir perfformio pob mesuriad heb ddefnyddio'r system adeiledig i dynnu deiliad y sampl o'r sylfaen, gan ganiatáu ar gyfer mesuriadau CT a XRD-CT cywir.Roedd y synhwyrydd pelydr-X modd WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) wedi'i gyfarparu â chamera ychwanegol 4608 × 4608 picsel metel-ocsid-lled-ddargludyddion (CMOS) (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) gyda scintillator sy'n cynnwys 10 lutetium alwminiwm garnet µ3C1: trwch sengl relayC2 (rhw 3C) a grisial sengl.Mae maint picsel yn y modd WL tua 0.848 µm.Felly, mae'r maes golygfa (FOV) yn y modd WL oddeutu 6 mm yn y modd CT gwrthbwyso.Roedd y synhwyrydd pelydr-X modd NH (BM AA50; Hamamatsu Photonics) wedi'i gyfarparu â sgintillator gadolinium-alwminiwm-gallium 20 µm o drwch (Gd3Al2Ga3O12), camera CMOS (C11440-22CU) gyda chydraniad o 2048 × 2048;Hamamatsu Photonics) a lens ×20.Maint y picsel yn y modd NH yw ~0.25 µm a'r maes golygfa yw ~0.5 mm.Roedd y synhwyrydd ar gyfer y modd XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) wedi'i gyfarparu â phefriwr yn cynnwys sgrin bowdr P43 50 µm o drwch (Gd2O2S: Tb), camera CMOS cydraniad picsel 2304 × 2304 (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) ac ail-lensys Hamamatsu.Mae gan y synhwyrydd faint picsel effeithiol o 19.05 µm a maes golygfa o 43.9 mm2.Er mwyn cynyddu'r FOV, gwnaethom gymhwyso gweithdrefn CT gwrthbwyso yn y modd WL.Mae'r ddelwedd golau a drosglwyddir ar gyfer ail-greu CT yn cynnwys delwedd yn yr ystod o 180 ° i 360 ° a adlewyrchir yn llorweddol o amgylch echel y cylchdro, a delwedd yn yr ystod o 0 ° i 180 °.
Yn y modd XRD, mae plât parth Fresnel yn canolbwyntio ar y trawst pelydr-X.Yn y modd hwn, gosodir y synhwyrydd 110 mm y tu ôl i'r sampl ac mae stop y trawst 3 mm o flaen y synhwyrydd.Cafwyd delweddau diffreithiant yn yr ystod 2θ o 1.43° i 18.00° (traw gratio d = 16.6–1.32 Å) gyda’r smotyn pelydr-X wedi’i ganolbwyntio ar waelod maes golygfa’r synhwyrydd.Mae'r sampl yn symud yn fertigol yn rheolaidd, gyda hanner tro ar gyfer pob cam sgan fertigol.Os yw'r gronynnau mwynol yn bodloni cyflwr Bragg pan fyddant yn cael eu cylchdroi gan 180 °, mae'n bosibl cael diffreithiant y gronynnau mwynol yn y plân llorweddol.Yna cyfunwyd y delweddau diffreithiant yn un ddelwedd ar gyfer pob cam sgan fertigol.Mae amodau assay SR-XRD-CT bron yr un fath â'r rhai ar gyfer assay SR-XRD.Yn y modd XRD-CT, mae'r synhwyrydd wedi'i leoli 69 mm y tu ôl i'r sampl.Mae delweddau diffreithiant yn yr ystod 2θ yn amrywio o 1.2° i 17.68° (d = 19.73 i 1.35 Å), lle mae'r pelydr-X a'r cyfyngydd pelydr yn cyd-fynd â chanol maes golygfa'r synhwyrydd.Sganiwch y sampl yn llorweddol a chylchdroi'r sampl 180 °.Cafodd y delweddau SR-XRD-CT eu hail-greu gyda dwyster mwynau brig fel gwerthoedd picsel.Gyda sganio llorweddol, mae'r sampl fel arfer yn cael ei sganio mewn 500-1000 o gamau.
Ar gyfer pob arbrawf, roedd yr egni pelydr-X wedi'i osod ar 30 keV, gan mai dyma'r terfyn isaf o dreiddiad pelydr-X i feteorynnau gyda diamedr o tua 6 mm.Nifer y delweddau a gafwyd ar gyfer yr holl fesuriadau CT yn ystod cylchdro 180 ° oedd 1800 (3600 ar gyfer y rhaglen gwrthbwyso CT), a'r amser datguddio ar gyfer y delweddau oedd 100 ms ar gyfer modd WL, 300 ms ar gyfer modd NH, 500 ms ar gyfer XRD, a 50 ms.ms ar gyfer XRD-CT ms.Mae amser sganio sampl nodweddiadol tua 10 munud yn y modd WL, 15 munud yn y modd NH, 3 awr ar gyfer XRD, ac 8 awr ar gyfer SR-XRD-CT.
Ail-grewyd delweddau CT trwy dafluniad cefn troellog a'u normaleiddio ar gyfer cyfernod gwanhau llinol o 0 i 80 cm-1.Defnyddiwyd meddalwedd Slice i ddadansoddi'r data 3D a defnyddiwyd meddalwedd muXRD i ddadansoddi'r data XRD.
Cafodd gronynnau Ryugu sefydlog epocsi (A0029, A0037, C0009, C0014 a C0068) eu sgleinio'n raddol ar yr wyneb i lefel ffilm lapio diemwnt 0.5 µm (3M) o dan amodau sych, gan osgoi'r deunydd rhag dod i gysylltiad â'r wyneb yn ystod y broses sgleinio.Archwiliwyd arwyneb caboledig pob sampl yn gyntaf gan ficrosgopeg ysgafn ac yna electronau ôl-wasgaredig i gael delweddau mwynoleg a gwead (BSE) o'r samplau a'r elfennau NIPR ansoddol gan ddefnyddio SEM JEOL JSM-7100F gyda sbectromedr gwasgaredig egni (AZtec).egni) llun.Ar gyfer pob sampl, dadansoddwyd cynnwys elfennau mawr a mân gan ddefnyddio micro-ddadansoddwr chwiliwr electron (EPMA, JEOL JXA-8200).Dadansoddi gronynnau ffylosilicate a charbonad ar 5 NA, safonau naturiol a synthetig ar 15 keV, sylffidau, magnetit, olivine, a pyrocsin ar 30 NA.Cyfrifwyd graddau moddol o fapiau elfen a delweddau BSE gan ddefnyddio meddalwedd ImageJ 1.53 gyda throthwyon priodol wedi'u gosod yn fympwyol ar gyfer pob mwyn.
Perfformiwyd dadansoddiad isotopau ocsigen yn y Brifysgol Agored (Milton Keynes, DU) gan ddefnyddio system fflworineiddio laser isgoch.Dosbarthwyd samplau Hayabusa2 i'r Brifysgol Agored 38 mewn cynwysyddion llawn nitrogen i'w trosglwyddo rhwng cyfleusterau.
Perfformiwyd llwytho sampl mewn blwch maneg nitrogen gyda lefel ocsigen wedi'i fonitro o dan 0.1%.Ar gyfer gwaith dadansoddol Hayabusa2, lluniwyd deiliad sampl Ni newydd, yn cynnwys dim ond dau dwll sampl (diamedr 2.5 mm, dyfnder 5 mm), un ar gyfer gronynnau Hayabusa2 a'r llall ar gyfer safon fewnol obsidian.Yn ystod y dadansoddiad, gorchuddiwyd y ffynnon sampl sy'n cynnwys y deunydd Hayabusa2 â ffenestr BaF2 fewnol tua 1 mm o drwch a 3 mm mewn diamedr i ddal y sampl yn ystod yr adwaith laser.Roedd llif BrF5 i'r sampl yn cael ei gynnal gan sianel gymysgu nwy a dorrwyd yn nailydd sampl Ni.Ail-ffurfweddwyd y siambr sampl hefyd fel y gellid ei dynnu o'r llinell fflworineiddio gwactod ac yna ei hagor mewn blwch maneg llawn nitrogen.Roedd y siambr dau ddarn wedi'i selio â sêl gywasgu gasged copr a chlamp cadwyn EVAC Quick Release CeFIX 38.Mae ffenestr BaF2 3 mm o drwch ar ben y siambr yn caniatáu arsylwi ar y sampl a gwresogi laser ar yr un pryd.Ar ôl llwytho'r sampl, clampiwch y siambr eto ac ailgysylltu â'r llinell fflworin.Cyn y dadansoddiad, cynheswyd y siambr sampl o dan wactod i tua 95 ° C dros nos i gael gwared ar unrhyw leithder arsugnedig.Ar ôl gwresogi dros nos, caniatawyd i'r siambr oeri i dymheredd yr ystafell ac yna glanhawyd y rhan a oedd yn agored i'r atmosffer wrth drosglwyddo sampl gyda thri swm o BrF5 i gael gwared â lleithder.Mae'r gweithdrefnau hyn yn sicrhau nad yw sampl Hayabusa 2 yn agored i'r atmosffer ac nad yw wedi'i halogi gan leithder o'r rhan o'r llinell fflworin sy'n cael ei hawyru i'r atmosffer wrth lwytho'r sampl.
Dadansoddwyd samplau gronynnau Ryugu C0014-4 ac Orgueil (CI) mewn modd “sengl” addasedig42, tra bod dadansoddiad Y-82162 (CY) yn cael ei berfformio ar hambwrdd sengl gyda ffynhonnau sampl lluosog41.Oherwydd eu cyfansoddiad anhydrus, nid oes angen defnyddio un dull ar gyfer chondrites CY.Cynheswyd y samplau gan ddefnyddio laser CO2 isgoch Photon Machines Inc.pŵer o 50 W (10.6 µm) wedi'i osod ar gantri XYZ ym mhresenoldeb BrF5.Mae'r system fideo adeiledig yn monitro cwrs yr adwaith.Ar ôl fflworineiddio, cafodd yr O2 a ryddhawyd ei sgwrio gan ddefnyddio dau drap nitrogen cryogenig a gwely wedi'i gynhesu o KBr i gael gwared ar unrhyw fflworin gormodol.Dadansoddwyd cyfansoddiad isotopig ocsigen wedi'i buro ar sbectromedr màs sianel ddeuol Thermo Fisher MAT 253 gyda chydraniad màs o tua 200.
Mewn rhai achosion, roedd swm yr O2 nwyol a ryddhawyd yn ystod adwaith y sampl yn llai na 140 µg, sef y terfyn bras o ddefnyddio'r ddyfais fegin ar y sbectromedr màs MAT 253.Yn yr achosion hyn, defnyddiwch ficrogyfrolau i'w dadansoddi.Ar ôl dadansoddi'r gronynnau Hayabusa2, cafodd y safon fewnol obsidian ei fflworineiddio a phenderfynwyd ei gyfansoddiad isotop ocsigen.
Mae ïonau'r darn NF+ NF3+ yn ymyrryd â'r trawst gyda màs 33 (16O17O).Er mwyn dileu'r broblem bosibl hon, mae'r rhan fwyaf o samplau'n cael eu prosesu gan ddefnyddio gweithdrefnau gwahanu cryogenig.Gellir gwneud hyn yn y cyfeiriad ymlaen cyn y dadansoddiad MAT 253 neu fel ail ddadansoddiad trwy ddychwelyd y nwy wedi'i ddadansoddi yn ôl i'r rhidyll moleciwlaidd arbennig a'i ail-basio ar ôl y gwahaniad cryogenig.Mae gwahanu cryogenig yn golygu cyflenwi nwy i ridyll moleciwlaidd ar dymheredd nitrogen hylifol ac yna ei ollwng i ridyll moleciwlaidd cynradd ar dymheredd o -130°C.Mae profion helaeth wedi dangos bod NF+ yn aros ar y rhidyll moleciwlaidd cyntaf ac nid oes unrhyw ffracsiynu sylweddol yn digwydd gan ddefnyddio'r dull hwn.
Yn seiliedig ar ddadansoddiadau dro ar ôl tro o'n safonau obsidian mewnol, cywirdeb cyffredinol y system yn y modd meginau yw: ±0.053‰ ar gyfer δ17O, ±0.095‰ ar gyfer δ18O, ±0.018‰ ar gyfer Δ17O (2 sd).Rhoddir dadansoddiad isotop ocsigen yn y nodiant delta safonol, lle cyfrifir delta18O fel:
Defnyddiwch y gymhareb 17O/16O ar gyfer δ17O hefyd.VSMOW yw'r safon ryngwladol ar gyfer Safon Dŵr Môr Cymedrig Fienna.Mae Δ17O yn cynrychioli'r gwyriad o linell ffracsiynu'r ddaear, a'r fformiwla gyfrifo yw: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O.Mae'r holl ddata a gyflwynir yn Nhabl Atodol 3 wedi'u haddasu i'r bwlch.
Echdynnwyd adrannau tua 150 i 200 nm o drwch o ronynnau Ryugu gan ddefnyddio offeryn Hitachi High Tech SMI4050 FIB yn JAMSTEC, Sefydliad Samplu Craidd Kochi.Sylwch fod holl adrannau FIB wedi'u hadennill o ddarnau heb eu prosesu o ronynnau heb eu prosesu ar ôl cael eu tynnu o longau llawn nwy N2 i'w trosglwyddo rhwng gwrthrychau.Ni chafodd y darnau hyn eu mesur gan SR-CT, ond cawsant eu prosesu gydag ychydig iawn o amlygiad i atmosffer y ddaear er mwyn osgoi difrod a halogiad posibl a allai effeithio ar y sbectrwm carbon K-ymyl.Ar ôl dyddodi haen amddiffynnol twngsten, torrwyd a theneuwyd y rhanbarth o ddiddordeb (hyd at 25 × 25 μm2) gyda thrawst ïon Ga+ ar foltedd cyflymu o 30 kV, yna ar 5 kV a cherrynt stiliwr o 40 pA i leihau difrod arwyneb.Yna gosodwyd yr adrannau ultrathin ar rwyll copr chwyddedig (rhwyll Kochi) 39 gan ddefnyddio micromanipulator gyda FIB.
Seliwyd pelenni Ryugu A0098 (1.6303mg) a C0068 (0.6483mg) ddwywaith mewn taflenni polyethylen purdeb pur uchel pur mewn blwch maneg pur llawn nitrogen ar y SPring-8 heb unrhyw ryngweithio ag atmosffer y ddaear.Paratowyd sampl ar gyfer JB-1 (craig gyfeirio ddaearegol a gyhoeddwyd gan Arolwg Daearegol Japan) ym Mhrifysgol Fetropolitan Tokyo.
Cynhelir INAA yn Sefydliad Ymbelydredd Integredig a Gwyddorau Niwclear, Prifysgol Kyoto.Cafodd y samplau eu harbelydru ddwywaith gyda chylchoedd arbelydru gwahanol wedi'u dewis yn ôl hanner oes y niwclid a ddefnyddir ar gyfer meintioli elfennau.Yn gyntaf, cafodd y sampl ei arbelydru mewn tiwb arbelydru niwmatig am 30 eiliad.Fflwcsau o niwtronau thermol a chyflym yn ffig.3 yw 4.6 × 1012 a 9.6 × 1011 cm-2 s-1, yn y drefn honno, ar gyfer pennu cynnwys Mg, Al, Ca, Ti, V a Mn.Roedd cemegau fel MgO (purdeb 99.99%, Soekawa Chemical), Al (purdeb 99.9%, Soekawa Chemical), a Si metel (purdeb 99.999%, FUJIFILM Wako Pure Chemical) hefyd yn cael eu harbelydru i gywiro ar gyfer ymyrryd adweithiau niwclear megis (n, n).Cafodd y sampl ei arbelydru hefyd â sodiwm clorid (purdeb 99.99%; MANAC) i gywiro newidiadau mewn fflwcs niwtron.
Ar ôl arbelydru niwtron, disodlwyd y daflen polyethylen allanol gydag un newydd, a mesurwyd yr ymbelydredd gama a allyrrir gan y sampl a'r cyfeirnod ar unwaith gyda synhwyrydd Ge.Cafodd yr un samplau eu hail-arbelydru am 4 awr mewn tiwb arbelydru niwmatig.Mae gan 2 fflwcsau niwtron thermol a chyflym o 5.6 1012 a 1.2 1012 cm-2 s-1, yn y drefn honno, ar gyfer pennu Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Cynnwys Se, Sb, Os, Ir ac Au.Cafodd samplau rheoli o Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, ac Au eu harbelydru trwy gymhwyso symiau priodol (o 10 i 50 μg) o hydoddiannau safonol o grynodiadau hysbys o'r elfennau hyn ar ddau ddarn o bapur hidlo, ac yna arbelydru'r samplau.Perfformiwyd y cyfrif pelydrau gama yn Sefydliad Ymbelydredd Integredig a Gwyddorau Niwclear, Prifysgol Kyoto a Chanolfan Ymchwil RI, Prifysgol Fetropolitan Tokyo.Mae gweithdrefnau dadansoddol a deunyddiau cyfeirio ar gyfer pennu elfennau INAA yn feintiol yr un fath â'r rhai a ddisgrifiwyd yn ein gwaith blaenorol.
Defnyddiwyd diffractometer pelydr-X (Rigaku SmartLab) i gasglu patrymau diffreithiant samplau Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) a C0087 (<1 mg) yn NIPR. Defnyddiwyd diffractometer pelydr-X (Rigaku SmartLab) i gasglu patrymau diffreithiant samplau Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) a C0087 (<1 mg) yn NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0039 (<01 C) Ryugu A0039 (<01 C) (<1 мг) yn NIPR. Defnyddiwyd diffractometer pelydr-X (Rigaku SmartLab) i gasglu patrymau diffreithiant o samplau Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), a C0087 (<1 mg) yn 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) 的 在使用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) 的 在 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) и C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с исполкомпании метра (Rigaku SmartLab). Patrymau diffreithiant pelydr-X o samplau Cafwyd Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) a C0087 (<1 mg) yn NIPR gan ddefnyddio diffractomedr pelydr-X (Rigaku SmartLab).Cafodd yr holl samplau eu malu'n bowdr mân ar wafer anadlewyrchol silicon gan ddefnyddio plât gwydr saffir ac yna'n cael ei wasgaru'n gyfartal ar y wafer anadlewyrchol silicon heb unrhyw hylif (dŵr nac alcohol).Mae'r amodau mesur fel a ganlyn: Cynhyrchir pelydriad pelydr-X Cu Kα ar foltedd tiwb o 40 kV a cherrynt tiwb o 40 mA, hyd yr hollt cyfyngu yw 10 mm, yr ongl dargyfeirio yw (1/6) °, cyflymder cylchdroi'r awyren yw 20 rpm, ac mae'r amrediad yn 2θ (dwbl 3 ° 0) ac mae'n cymryd tua 3 awr i ddadansoddi Bragg.Defnyddiwyd opteg Bragg Brentano.Mae'r synhwyrydd yn synhwyrydd lled-ddargludyddion silicon un-dimensiwn (D/teX Ultra 250).Tynnwyd pelydrau-X o Cu Kβ gan ddefnyddio hidlydd Ni.Gan ddefnyddio samplau sydd ar gael, cymharwyd mesuriadau o saponit magnesian synthetig (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (sarpentine dail, Miyazu, Nikka) a pyrrhotite (monoclinig 4C, Chihua, Mecsico Watts) i nodi brigau a defnyddio data diffreithiant ffeil powdr data diffreithiant o'r Ganolfan Rhyngwladol ar gyfer Diffreithiant dollF-16 (PDF-16) a DataF-16 (PDF-16) PDF 00-019-0629).Cymharwyd data diffreithiant o Ryugu hefyd â data ar gondritau carbonaidd wedi'u hydroleiddio, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, ac Y 980115 CY (cam gwresogi III, 500-750 ° C).Roedd y gymhariaeth yn dangos tebygrwydd ag Orgueil, ond nid ag Y-791198 ac Y 980115.
Mesurwyd sbectra NEXAFS gydag ymyl carbon K o adrannau ultrathin o samplau a wnaed o FIB gan ddefnyddio sianel STXM BL4U yn y cyfleuster synchrotron UVSOR yn Sefydliad y Gwyddorau Moleciwlaidd (Okazaki, Japan).Mae maint sbot trawst â ffocws optegol gyda phlât parth Fresnel oddeutu 50 nm.Y cam ynni yw 0.1 eV ar gyfer strwythur mân y rhanbarth ymyl agos (283.6-292.0 eV) a 0.5 eV (280.0-283.5 eV a 292.5-300.0 eV) ar gyfer blaenau blaen a chefn y rhanbarth.gosodwyd yr amser ar gyfer pob picsel delwedd i 2 ms.Ar ôl gwacáu, llenwyd siambr ddadansoddol STXM â heliwm ar bwysau o tua 20 mbar.Mae hyn yn helpu i leihau drifft thermol yr offer opteg pelydr-X yn y siambr a deiliad y sampl, yn ogystal â lleihau difrod sampl a / neu ocsidiad.Cynhyrchwyd sbectra carbon ymyl K NEXAFS o ddata wedi'u pentyrru gan ddefnyddio meddalwedd aXis2000 a meddalwedd prosesu data STXM perchnogol.Sylwch fod y cas trosglwyddo sampl a'r blwch menig yn cael eu defnyddio i osgoi ocsidiad sampl a halogiad.
Yn dilyn dadansoddiad STXM-NEXAFS, dadansoddwyd cyfansoddiad isotopig hydrogen, carbon, a nitrogen sleisys Ryugu FIB gan ddefnyddio delweddu isotop gyda NanoSIMS JAMSTEC 50L.Mae pelydryn cynradd Cs+ â ffocws o tua 2 pA ar gyfer dadansoddi isotopau carbon a nitrogen a thua 13 paA ar gyfer dadansoddi isotopau hydrogen yn cael ei rastereiddio dros arwynebedd o tua 24 × 24 µm2 i 30 × 30 µm2 ar y sampl.Ar ôl prespiad 3 munud ar gerrynt pelydr cynradd cymharol gryf, dechreuwyd pob dadansoddiad ar ôl sefydlogi dwyster y trawst eilaidd.Ar gyfer dadansoddi isotopau carbon a nitrogen, cafwyd delweddau o 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– a 12C15N– ar yr un pryd gan ddefnyddio canfod amlblecs lluosydd saith electron gyda chydraniad màs o tua 9000, sy’n ddigon i wahanu’r holl gyfansoddion isotopig perthnasol.ymyrraeth (hy 12C1H ar 13C a 13C14N ar 12C15N).Ar gyfer dadansoddi isotopau hydrogen, cafwyd delweddau 1H-, 2D- a 12C- gyda chydraniad màs o tua 3000 gyda chanfyddiad lluosog gan ddefnyddio tri lluosydd electron.Mae pob dadansoddiad yn cynnwys 30 delwedd wedi'u sganio o'r un ardal, gydag un ddelwedd yn cynnwys 256 × 256 picsel ar gyfer dadansoddi isotopau carbon a nitrogen a 128 × 128 picsel ar gyfer dadansoddi isotop hydrogen.Yr amser oedi yw 3000 µs y picsel ar gyfer dadansoddi isotopau carbon a nitrogen a 5000 µs y picsel ar gyfer dadansoddi isotopau hydrogen.Rydym wedi defnyddio hydrad 1-hydroxybenzotriazole fel safonau isotop hydrogen, carbon a nitrogen i raddnodi ffracsiynu màs offerynnol45.
Er mwyn pennu cyfansoddiad isotopig silicon graffit presolar yn y proffil FIB C0068-25, defnyddiwyd chwe lluosydd electron gyda chydraniad màs o tua 9000. Mae'r delweddau'n cynnwys 256 × 256 picsel gydag amser oedi o 3000 µs y picsel.Fe wnaethom raddnodi offeryn ffracsiynu màs gan ddefnyddio wafferi silicon fel safonau isotop hydrogen, carbon a silicon.
Cafodd delweddau isotop eu prosesu gan ddefnyddio meddalwedd delweddu NanoSIMS45 NASA.Cywirwyd y data ar gyfer amser marw lluosydd electronau (44 ns) ac effeithiau cyrraedd lled-ar y pryd.Aliniad sgan gwahanol ar gyfer pob delwedd i gywiro ar gyfer drifft delwedd yn ystod caffael.Mae'r ddelwedd isotop terfynol yn cael ei greu trwy ychwanegu ïonau eilaidd o bob delwedd ar gyfer pob picsel sgan.
Ar ôl dadansoddiad STXM-NEXAFS a NanoSIMS, archwiliwyd yr un adrannau FIB gan ddefnyddio microsgop electron trawsyrru (JEOL JEM-ARM200F) ar foltedd cyflymu o 200 kV yn Kochi, JAMSTEC.Gwelwyd y microstrwythur gan ddefnyddio TEM maes llachar a TEM sganio ongl uchel mewn cae tywyll.Nodwyd cyfnodau mwynau trwy ddifreithiant electron sbot a delweddu bandiau dellt, a pherfformiwyd dadansoddiad cemegol gan EDS gyda synhwyrydd drifft silicon 100 mm2 a meddalwedd Gorsaf Dadansoddi JEOL 4.30.Ar gyfer dadansoddiad meintiol, mesurwyd dwyster pelydr-X nodweddiadol pob elfen yn y modd sganio TEM gydag amser caffael data sefydlog o 30 s, ardal sganio trawst o ~100 × 100 nm2, a cherrynt trawst o 50 pA.Penderfynwyd ar y gymhareb (Si + Al)-Mg-Fe mewn silicadau haenog gan ddefnyddio'r cyfernod arbrofol k, wedi'i gywiro ar gyfer trwch, a gafwyd o safon pyropagarnet naturiol.
Mae'r holl ddelweddau a dadansoddiadau a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon ar gael ar System Archifo a Chyfathrebu Data JAXA (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Mae'r erthygl hon yn darparu'r data gwreiddiol.
Kitari, K. et al.Cyfansoddiad arwyneb asteroid 162173 Ryugu fel y gwelwyd gan offeryn NIRS3 Hayabusa2.Gwyddoniaeth 364, 272–275.
Kim, AJ chondrites carbonaceous math Yamato (CY): analogau o'r wyneb asteroid Ryugu?Geocemeg 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Perfformiwyd y dadansoddiad cyfansoddiadol cyntaf o samplau Ryugu gan ddefnyddio microsgop hyperspectral MicroOmega.Serydd Cenedlaethol.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Dadansoddiad rhagarweiniol o sampl Hyabusa2 a ddychwelwyd o'r asteroid math C Ryugu.Serydd Cenedlaethol.6, 214–220 (2021).