Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren arakatzailearen bertsioak CSS laguntza mugatua du. Esperientzia onena lortzeko, arakatzaile eguneratua erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea). Bitartean, laguntza jarraitua bermatzeko, gunea estilo eta JavaScript gabe errendatuko dugu.
Lurrunkorrak eta materia organikoan aberatsak diren C motako asteroideak izan daitezke Lurreko ur iturri nagusietako bat. Gaur egun, karbonoa duten kondritek ematen dute haien konposizio kimikoaren ideiarik onena, baina meteoritoei buruzko informazioa distortsionatuta dago: iraunkorrenak diren motak bakarrik bizirik diraute atmosferara sartu eta gero Lurraren ingurunearekin elkarreragin ondoren. Hemen aurkezten ditugu Hayabusa-2 espazio-ontziak Lurrera bidalitako Ryugu partikula primarioaren azterketa bolumiko eta mikroanalitiko zehatz baten emaitzak. Ryugu partikulek konposizioan antzekotasun handia erakusten dute kimikoki frakzionatu gabeko baina urez aldatutako CI (Iwuna motako) kondritekin, eguzki-sistemaren konposizio orokorraren adierazle gisa asko erabiltzen direnak. Ale honek erlazio espazial konplexua erakusten du materia organiko alifatiko aberatsen eta silikato geruzatuen artean, eta 30 °C inguruko tenperatura maximoa adierazten du uraren higaduran. Deuterio eta diazonio ugari aurkitu genuen jatorri estrasolar batekin bat datorrena. Ryugu partikulak inoiz aztertu den material arrotz kutsatuena eta bereiztezina dira, eta eguzki-sistemaren konposizio orokorrarekin ondoen egokitzen dira.
2018ko ekainetik 2019ko azarora bitartean, Japoniako Espazio Esplorazio Agentziaren (JAXA) Hayabusa2 espazio-ontziak Ryugu asteroidearen urruneko azterketa zabala egin zuen. Hayabusa-2ko Infragorri Hurbileko Espektrometroaren (NIRS3) datuek iradokitzen dute Ryugu metamorfiko termiko eta/edo talka-metamorfikoak diren kondrita karbonazeoen antzeko material batez osatuta egon daitekeela. Bat etortzen den hurbilena CY kondrita (Yamato motakoa) 2 da. Ryuguren albedo baxua azal daiteke karbonoan aberatsak diren osagai kopuru handi baten presentziagatik, baita partikulen tamainagatik, porositateagatik eta meteorizazio espazialeko efektuengatik ere. Hayabusa-2 espazio-ontziak bi lurreratze eta lagin bilketa egin zituen Ryugan. 2019ko otsailaren 21ean egindako lehenengo lurreratzean, gainazaleko materiala lortu zen, itzulera-kapsularen A konpartimentuan gorde zena, eta 2019ko uztailaren 11n egindako bigarren lurreratzean, materiala bildu zen inpaktu-eragile eramangarri txiki batek sortutako krater artifizial baten ondoan. Lagin hauek C pabiloian gordeta daude. 1. faseko partikulen hasierako karakterizazio ez-suntsitzaileak, JAXAk kudeatutako instalazioetako ganbera berezi, kutsaturik gabeko eta nitrogeno puruz betetakoetan, adierazi zuen Ryugu partikulak CI4 kondriten antzekoenak zirela eta "aldaera maila desberdinak" zituztela3. Ryuguren sailkapen kontraesankorra, CY edo CI kondriten antzekoa, Ryugu partikulen karakterizazio isotopiko, elemental eta mineralogiko zehatzaren bidez bakarrik ebatzi daiteke. Hemen aurkeztutako emaitzek oinarri sendoa eskaintzen dute Ryugu asteroidearen konposizio orokorraren bi azalpen hauetatik zein den probableena zehazteko.
Zortzi Ryugu pellet (guztira 60 mg inguru), lau A ganberakoak eta lau C ganberakoak, 2. fasera esleitu ziren Kochi taldea kudeatzeko. Ikerketaren helburu nagusia Ryugu asteroidearen izaera, jatorria eta eboluzio-historia argitzea da, eta antzekotasunak eta desberdintasunak dokumentatzea beste estralurtar lagin ezagun batzuekin, hala nola kondritekin, hauts interplanetarioko partikulekin (IDP) eta itzultzen diren kometekin. NASAren Stardust misioak bildutako laginak.
Ryugu aleen bost (A0029, A0037, C0009, C0014 eta C0068) analisi mineralogiko zehatzak erakutsi zuen batez ere filosilikato finez eta lodiz osatuta daudela (~64–88 bol.%; 1a, b irudiak, 1. irudi osagarria). eta 1. taula gehigarria). Filosilikato lodiak agregatu pinatuak bezala agertzen dira (hamarnaka mikra arteko tamainakoak) filosilikatoetan aberatsak diren matrizeetan (mikra batzuk baino gutxiagokoak). Silikato geruzadun partikulak serpentina-saponita sinbionteak dira (1c irudia). (Si + Al)-Mg-Fe mapak ere erakusten du silikato geruzadun matrizeak serpentinaren eta saponitaren arteko konposizioa duela (2a, b irudiak). Filosilikato matrizeak karbonato mineralak (~2–% 21 bol.), sulfuro mineralak (~2,4–% 5,5 bol.) eta magnetita (~3,6–% 6,8 bol.) ditu. Ikerketa honetan aztertutako partikuletako batek (C0009) silikato anhidro kantitate txiki bat (~% 0,5 bol.) zuen (olibina eta piroxenoa), eta horrek Ryugu harri gordina osatzen zuen jatorrizko materiala identifikatzen lagun dezake5. Silikato anhidro hau arraroa da Ryugu pellet-etan eta C0009 pellet-ean bakarrik identifikatu zen positiboki. Karbonatoak matrizean zati gisa daude (ehunka mikra batzuk baino gutxiago), gehienbat dolomita, kaltzio karbonato eta brinella kantitate txikiekin. Magnetita partikula isolatu, framboide, plaka edo agregatu esferiko gisa agertzen da. Sulfuroak batez ere pirrotitak ordezkatzen ditu, prisma/plaka hexagonal irregularren edo listoi moduan. Matrizeak pentlandita submikroi kopuru handia dauka edo pirrotitarekin konbinatuta. Karbonoan aberatsak diren faseak (<10 µm-ko tamainakoak) nonahi agertzen dira filosilikatoetan aberatsa den matrizean. Karbonoan aberatsak diren faseak (<10 µm-ko tamainakoak) nonahi agertzen dira filosilikatoetan aberatsa den matrizean. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатататратой. Karbonoan aberatsak diren faseak (<10 µm-ko tamainakoak) nonahi agertzen dira filosilikatoetan aberatsa den matrizean.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. Filosilikatoetan aberatsa den matrizean, karbonoan aberatsak diren faseak (<10 µm-ko tamainakoak) dira nagusi.Beste mineral osagarri batzuk 1. taula osagarrian ageri dira. C0087, A0029 eta A0037 nahastearen X izpien difrakzio-eredutik zehaztutako mineralen zerrenda oso koherentea da CI (Orgueil) kondritan zehaztutakoarekin, baina asko desberdintzen da CY eta CM (Mighei motako) kondritetatik (1. irudia, datu zabalduekin eta 2. irudi osagarria). Ryugu aleen (A0098, C0068) elementu-eduki osoa ere koherentea da 6 CI kondritarekin (datu zabalduak, 2. irudia eta 2. taula osagarria). Aldiz, CM kondritak elementu moderatu eta oso lurrunkorretan agortuta daude, batez ere Mn eta Zn, eta elementu errefraktarioetan7. Elementu batzuen kontzentrazioak asko aldatzen dira, eta hori laginaren berezko heterogeneotasunaren isla izan daiteke, partikula indibidualen tamaina txikiagatik eta ondoriozko laginketa-alborapenagatik. Petrologia, mineralogia eta elementuen ezaugarri guztiek adierazten dute Ryugu aleak CI8,9,10 kondriten oso antzekoak direla. Salbuespen nabarmena Ryugu aleetan ferrihidrita eta sulfatorik ez egotea da, eta horrek iradokitzen du CI kondritetan dauden mineral hauek lurreko meteorizazioaren bidez sortu zirela.
a, Mg Kα (gorria), Ca Kα (berdea), Fe Kα (urdina) eta S Kα (horia) C0068 sekzio leundu lehorraren X izpien irudi konposatua. Frakzioa silikato geruzatuz (gorria: ~% 88 bolumen), karbonatoz (dolomita; berde argia: ~% 1,6 bolumen), magnetitaz (urdina: ~% 5,3 bolumen) eta sulfuroz (horia: sulfuroa = ~% 2,5 bolumen) osatuta dago. saiakera. b, a-ko elektroi atzerantz barreiatuetan dagoen kontura-eskualdearen irudia. Bru – heldugabea; Dole – dolomita; FeS burdin sulfuroa da; Mag – magnetita; zukua – xaboi-harria; Srp – sugea. c, saponita-sugearen arteko hazkuntza tipiko baten transmisio-elektroi-mikroskopia (TEM) irudia, 0,7 nm-ko eta 1,1 nm-ko sugearen eta saponita sare-bandak erakusten dituena, hurrenez hurren.
Ryugu A0037 (zirkulu gorri jarraituak) eta C0068 (zirkulu urdin jarraituak) partikulen matrizearen eta silikato geruzatuaren konposizioa (%) (Si+Al)-Mg-Fe sistema ternarioan ageri da. a, Elektroi Zunda Mikroanalisiaren (EPMA) emaitzak CI kondriten (Ivuna, Orgueil, Alais)16 aurka irudikatuta, grisez alderatzeko. b, Eskaneatze TEM (STEM) eta energia dispertsiboko X izpien espektroskopia (EDS) analisia Orgueil9 eta Murchison46 meteoritoekin eta IDP47 hidratatuarekin alderatzeko erakusten da. Ale fineko eta ale lodiko filosilikatoak aztertu ziren, burdin sulfuro partikula txikiak saihestuz. a eta b puntuetako lerroek saponita eta serpentinaren disoluzio lerroak erakusten dituzte. a-ko burdin aberatsaren konposizioa silikato geruzatuen barruko burdin sulfuro ale submikroiarengatik izan daiteke, eta hori ezin da baztertu EPMA analisiaren bereizmen espazialak. b-ko saponita baino Si eduki handiagoa duten datu-puntuak filosilikato geruzaren tarteetan silizio amorfo aberatseko material nanometrikoaren presentziak eragin ditzake. Analisien kopurua: N=69 A0037rako, N=68 EPMArako, N=68 C0068rako, N=19 A0037rako eta N=27 C0068rako STEM-EDSrako. c, Ryugu C0014-4 trioxi partikularen isotopoen mapa CI (Orgueil), CY (Y-82162) kondrita balioekin eta literatura-datuekin (CM eta C2-ung)41,48,49 alderatuta. Orgueil eta Y-82162 meteoritoen datuak lortu ditugu. CCAM kondrita mineral karbonazeo anhidroen lerro bat da, TFL lurren banaketa-lerro bat. d, Ryugu C0014-4 partikula, CI kondrita (Orgueil) eta CY kondrita (Y-82162)-ren Δ17O eta δ18O mapak (azterketa hau). Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1-ren balioa. Δ17O_Orgueil: Orgueil-erako batez besteko Δ17O balioa. Δ17O_Y-82162: Y-82162-rako batez besteko Δ17O balioa. 41, 48, 49 literaturako CI eta CY datuak ere erakusten dira konparaziorako.
Oxigenoaren isotopo masiboen analisia C0014 pikortsutik laser fluorazio bidez ateratako 1,83 mg-ko material lagin batean egin zen (Metodoak). Alderatzeko, Orgueil-en (CI) zazpi kopia (masa osoa = 8,96 mg) eta Y-82162-ren (CY) zazpi kopia (masa osoa = 5,11 mg) probatu genituen (3. taula osagarria).
2d irudian Δ17O eta δ18O-ren bereizketa argi bat ikusten da Orgueil eta Ryugu-ren batez besteko pisu partikulen artean, Y-82162-rekin alderatuta. Ryugu C0014-4 partikularen Δ17O Orgeil partikularena baino handiagoa da, 2 sd-tan gainjartzea izan arren. Ryugu partikulek Δ17O balio altuagoak dituzte Orgeil-ekin alderatuta, eta horrek azken horren lurreko kutsadura islatu dezake 1864an erori zenetik. Lurreko inguruneko meteorizazioak11 nahitaez oxigeno atmosferikoa sartzea dakar, analisi orokorra lurreko frakzionamendu-lerrora (TFL) hurbilduz. Ondorio hau bat dator datu mineralogikoekin (aurretik eztabaidatu direnak), Ryugu aleek ez dutela hidratorik edo sulfatorik, Orgeil-ek bai.
Goiko datu mineralogikoetan oinarrituta, emaitza hauek Ryugu aleen eta CI kondriten arteko lotura bat babesten dute, baina CY kondriten arteko lotura bat baztertzen dute. Ryugu aleak CY kondritekin lotuta ez egotea, azken hauek deshidratazio mineralogiaren zantzu argiak erakusten baitituzte, harrigarria da. Ryuguren behaketa orbitalek deshidratazioa jasan duela adierazten dute eta, beraz, ziurrenik CY materialez osatuta dagoela. Desberdintasun itxurazko honen arrazoiak ez daude argi oraindik. Beste Ryugu partikulen oxigeno isotopoen analisi bat aurkezten da artikulu osagarri batean 12. Hala ere, datu multzo zabaldu honen emaitzak Ryugu partikulen eta CI kondriten arteko loturarekin bat datoz.
Mikroanalisi koordinatuko teknikak erabiliz (3. irudi osagarria), karbono organikoaren banaketa espaziala aztertu genuen C0068.25 ioi-sorta fokatuaren frakzioaren (FIB) gainazal osoan (3a-f irudiak). Karbonoaren egitura fineko X izpien xurgapen-espektroak (NEXAFS) C0068.25 ataleko ertz hurbilean hainbat talde funtzional erakusten dituzte – aromatikoa edo C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH4 (287.5 eV) eta C(=O)O4 (288.8 eV) – grafenoaren egitura ez dago 291.7 eV-tan (3a irudia), eta horrek aldakuntza termiko maila baxua esan nahi du. C0068.25-en konposatu organiko partzialen CH4 gailur sendoa (287.5 eV) aurretik aztertutako kondrita karbonazeoen konposatu organiko disolbaezinetatik desberdintzen da eta Stardust misioak lortutako IDP14 eta kometa partikulen antzekoagoa da. 287,5 eV-tan CH gailur sendo batek eta 285,2 eV-tan aromatiko edo C=C gailur oso ahul batek adierazten dute konposatu organikoak konposatu alifatikoetan aberatsak direla (3a irudia eta 3a irudi osagarria). Konposatu organiko alifatikoetan aberatsak diren eremuak filosilikato lodietan lokalizatzen dira, baita karbono-egitura aromatiko (edo C=C) eskasa duten eremuetan ere (3c eta d irudiak). Aldiz, A0037,22-k (3. irudi osagarria) partzialki karbono alifatikoetan aberatsak diren eskualdeen edukia txikiagoa erakutsi zuen. Ale hauen azpiko mineralogia karbonatoetan aberatsa da, CI 16 kondritaren antzekoa, iturri-uraren aldaketa zabala iradokiz (1. taula osagarria). Oxidazio-baldintzek karbonilo eta karboxilo talde funtzionalen kontzentrazio handiagoak faboratuko dituzte karbonatoekin lotutako konposatu organikoetan. Karbono-egitura alifatikoak dituzten konposatu organikoen banaketa submikroiarra oso desberdina izan daiteke silikato geruzatu lodien banaketatik. Tagish Lake meteoritoan filosilikato-OH-rekin lotutako konposatu organiko alifatikoen zantzuak aurkitu ziren. Mikroanalisi koordinatuek iradokitzen dute konposatu alifatikoetan aberatsa den materia organikoa oso hedatuta egon daitekeela C motako asteroideetan eta filosilikatoekin estuki lotuta dagoela. Ondorio hau bat dator Ryugu partikuletan dauden CH alifatiko/aromatikoei buruzko aurreko txostenekin, MicroOmega mikroskopio hiperespektral infragorri hurbilak erabiliz frogatuta. Galdera garrantzitsu eta konpondu gabe bat da ea ikerketa honetan behatutako filosilikato lodiekin lotutako karbonoan aberatsak diren konposatu organiko alifatikoen propietate bereziak Ryugu asteroidean bakarrik aurkitzen diren.
a, NEXAFS karbono espektroak 292 eV-ra normalizatuta, eskualde aromatiko (C=C) aberatsean (gorria), eskualde alifatiko aberatsean (berdea) eta matrizean (urdina). Lerro grisa Murchison 13 espektro organiko disolbaezina da, konparaziorako. au, arbitraje unitatea. b, Karbono K-ertzaren eskaneatze-transmisioko X izpien mikroskopia (STXM) espektro-irudia, sekzioan karbonoak nagusi dela erakusten duena. c, RGB konposizio-diagrama, eskualde aromatiko (C=C) aberatsekin (gorria), eskualde alifatiko aberatsekin (berdea) eta matrizea (urdina). d, konposatu alifatikoetan aberatsak diren materia organikoak filosilikato lodian kontzentratzen dira, eremua b eta c-ko laukitxo puntudun zurietatik handituta dago. e, nanosfera handiak (ng-1) eremuan, b eta c-ko laukitxo puntudun zuritik handituta. Adibidez: pirrotita. Pn: nikel-kromita. f, Nanoeskalako Bigarren Mailako Ioien Masa Espektrometria (NanoSIMS), Hidrogeno (1H), Karbono (12C) eta Nitrogeno (12C14N) elementuen irudiak, 12C/1H elementuen erlazioaren irudiak eta δD, δ13C eta δ15N isotopoen gurutzaketa-irudiak – PG-1 atala: 13C aberastasun handiko presol grafitoa (4. taula osagarria).
Murchison meteoritoetan materia organikoaren degradazioaren azterketa zinetikoek informazio garrantzitsua eman dezakete Ryugu pikorrez aberatsa den materia organikoaren banaketa heterogeneoari buruz. Ikerketa honek erakusten du materia organikoko CH lotura alifatikoak 30 °C-ko tenperatura maximo bateraino irauten dutela jatorrizko geruzaan eta/edo denbora-tenperatura erlazioekin aldatzen direla (adibidez, 200 urte 100 °C-tan eta 0 °C-tan 100 milioi urte). Aurrekaria tenperatura jakin batean denbora jakin bat baino gehiago berotzen ez bada, filosilikatoz aberatsak diren materia organiko alifatikoen jatorrizko banaketa kontserbatu daiteke. Hala ere, jatorrizko arrokaren uraren aldaketek interpretazio hau zaildu dezakete, karbonatoz aberatsa den A0037-k ez baitu filosilikatoekin lotutako karbonoz aberatsak diren eskualde alifatikorik erakusten. Tenperatura baxuko aldaketa hau gutxi gorabehera Ryugu pikorrez feldespato kubikoaren presentziari dagokio (1. taula osagarria) 20.
C0068.25 frakzioak (ng-1; 3a–c,e irudiak) nanosfera handi bat dauka, oso aromatikoa (edo C=C), neurriz alifatikoa eta C(=O)O eta C=O espektro ahulak erakusten dituena. Karbono alifatikoaren sinadura ez dator bat konposatu organiko disolbaezinekin eta kondritekin lotutako nanosfera organikoekin (3a irudia) 17,21. Tagish lakuko nanosferen Raman eta infragorri espektroskopia bidezko analisiak erakutsi zuen konposatu organiko alifatiko eta oxidatuez eta egitura konplexuko konposatu organiko aromatiko polizikliko desordenatuz osatuta daudela22,23. Inguruko matrizeak konposatu alifatikoetan aberatsak diren konposatu organikoak dituenez, ng-1-en karbono alifatikoaren sinadura analisi-artefaktu bat izan daiteke. Interesgarria da, ng-1-ek txertatutako silikato amorfoak dituela (3e irudia), oraindik ez den ehundura hori estralurtarrentzako organikoetarako jakinarazi. Silikato amorfoak ng-1-ren osagai naturalak izan daitezke edo analisietan zehar ioi eta/edo elektroi sorta bidez silikato urtsu/anhidroen amorfizazioaren emaitza.
C0068.25 sekzioaren NanoSIMS ioien irudiek (3f irudia) δ13C eta δ15N-en aldaketa uniformeak erakusten dituzte, 30.811‰-ko 13C aberastasun handia duten presol-aleak izan ezik (PG-1 3f irudiko δ13C irudian) (4. taula osagarria). X izpien oinarrizko aleen irudiek eta bereizmen handiko TEM irudiek karbono-kontzentrazioa eta plano basalen arteko 0,3 nm-ko distantzia baino ez dute erakusten, grafitoari dagokiona. Aipagarria da δD (841 ± 394‰) eta δ15N (169 ± 95‰) balioak, filosilikato lodiekin lotutako materia organiko alifatikoan aberastuak, C eskualde osoko batez bestekoa baino zertxobait handiagoak direla (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25-en (4. taula osagarria). Behaketa honek iradokitzen du filosilikato lodietan dauden konposatu organiko alifatiko aberatsak inguruko konposatu organikoak baino primitiboagoak izan daitezkeela, azken hauek jatorrizko gorputzean inguruko urarekin truke isotopikoa izan baitezakete. Bestela, aldaketa isotopiko hauek hasierako eraketa-prozesuarekin ere erlazionatuta egon daitezke. Interpretatzen da CI kondritetan dauden silikato geruzatu ale finekoak jatorrizko silikato anhidro lodi multzoen aldaketa jarraituaren ondorioz sortu zirela. Materia organiko alifatiko aberatsa protoplanetario diskoan edo ingurune interestelarrean dauden molekuletatik sortu izan daiteke eguzki-sistemaren eraketa baino lehen, eta gero apur bat aldatu zen Ryugu (handia) jatorrizko gorputzaren ur-aldaketetan. Ryuguren tamaina (<1.0 km) txikiegia da uraren alterazioak mineral hidratatuak eratzeko barne-beroa mantentzeko behar adina. Ryuguren tamaina (<1.0 km) txikiegia da uraren alterazioak mineral hidratatuak eratzeko behar adina barne-bero mantentzeko25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутренне тепло но для тепло но для живать образованием водных минералов25. Tamaina (<1.0 km) Ryugu txikiegia da uraren aldaketarako ur mineralak eratzeko nahikoa barne-bero mantentzeko25. 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维维持内部热量以进行水蚀变形成含水牴爐含氩25 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维维持内部热量以进行水蚀变形成含水牴爐含氩25 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения водинения водерживать водных минералов25. Ryuguren tamaina (<1.0 km) txikiegia da barne-beroa ura mineralak sortzeko eraldatzeko eta hura eraldatzeko25.Beraz, Ryugu-ren aurreko hamarnaka kilometroko tamainako materia organikoa beharrezkoa izan daiteke. Konposatu alifatikoetan aberatsa den materia organikoak jatorrizko isotopo-erlazioak mantentzen ditu filosilikato lodiekin lotuta dagoelako. Hala ere, isotopo astun eramaileen izaera zehatza ziurgabe dago, FIB frakzio hauetan dauden osagai desberdinen nahasketa konplexu eta delikatua dela eta. Ryugu-ko granuluetan konposatu alifatikoetan aberatsak diren substantzia organikoak edo inguratzen dituzten filosilikato lodiak izan daitezke. Kontuan izan ia kondrita karbonazeo guztietako materia organikoa (CI kondritak barne) D-tan aberatsagoa izan ohi dela filosilikatoetan baino, CM Paris 24, 26 meteoritoak izan ezik.
A0002.23 eta A0002.26, A0037.22 eta A0037.23 eta C0068.23, C0068.25 eta C0068.26 FIB xerren δD eta δ15N bolumenaren grafikoak (guztira zazpi FIB xerra hiru Ryugu partikuletatik). NanoSIMS-en eta eguzki-sistemako beste objektuen arteko konparaketa 4. irudian ageri da (4. taula osagarria)27,28. A0002, A0037 eta C0068 profilean δD eta δ15N bolumen-aldaketak IDP-koekin bat datoz, baina CM eta CI kondritetan baino handiagoak dira (4. irudia). Kontuan izan 29 kometaren laginaren δD balioen tartea (-240tik 1655era ‰) Ryugu-rena baino handiagoa dela. Ryukyu profileko δD eta δ15N bolumenak, oro har, Jupiter familiako kometen eta Oort hodeiaren batez bestekoa baino txikiagoak dira (4. irudia). CI kondriten δD balio baxuek lurreko kutsaduraren eragina islatu dezakete lagin hauetan. Bells, Tagish aintziraren eta IDPren arteko antzekotasunak ikusita, Ryugu partikulen δD eta δN balioen heterogeneotasun handiak eguzki-sistemaren hasierako konposizio organiko eta urtsuen hasierako sinadura isotopikoen aldaketak islatu ditzake. Ryugu eta IDP partikulen δD eta δN-en antzeko aldaketa isotopikoek iradokitzen dute biak iturri bereko materialetik sortu zirela. Uste da IDPak kometa iturrietatik datozela 14. Beraz, Ryuguk kometa itxurako materiala eta/edo gutxienez kanpoko eguzki-sistema izan ditzake. Hala ere, hau hemen adierazten duguna baino zailagoa izan daiteke (1) gorputz nagusiaren 31 gainean dagoen ur esferulitiko eta D-an aberatsa den uraren nahasketa eta (2) kometaren D/H erlazioa kometaren jardueraren arabera 32 direla eta. Hala ere, Ryugu partikuletan hidrogeno eta nitrogeno isotopoen heterogeneotasun behatuaren arrazoiak ez dira guztiz ulertzen, neurri batean gaur egun eskuragarri dauden analisi kopuru mugatuagatik. Hidrogeno eta nitrogeno isotopo sistemen emaitzek oraindik ere aukera ematen dute Ryuguk Eguzki Sistematik kanpoko material gehiena duela eta, beraz, kometekin antzekotasun batzuk erakuts ditzakeela. Ryugu profilak ez zuen korrelazio agerikorik erakutsi δ13C eta δ15N artean (4. taula osagarria).
Ryugu partikulen H eta N isotopoen konposizio orokorra (zirkulu gorriak: A0002, A0037; zirkulu urdinak: C0068) 27. eguzki magnitudearekin, Jupiterren batez besteko familiarekin (JFC27), Oort hodeiko kometekin (OCC27), IDP28 eta karbonozko kondruloekin korrelatzen da. 27. meteoritoaren (CI, CM, CR, C2-ung) konposizio isotopikoa 4. taula osagarrian ematen da. Lerro puntudunak H eta N-ren lurreko isotopo balioak dira.
Lurrerako lurrunkorren (adibidez, materia organikoa eta ura) garraioa kezkagarria izaten jarraitzen du26,27,33. Ikerketa honetan identifikatutako Ryugu partikuletan filosilikato lodiekin lotutako submikroi-mailako materia organikoa lurrunkorren iturri garrantzitsua izan daiteke. Filosilikato lodietan dagoen materia organikoa hobeto babestuta dago degradaziotik16,34 eta deskonposiziotik35, ale fineko matrizeetan dagoen materia organikoa baino. Partikuletan hidrogenoaren konposizio isotopiko astunagoa denez, ez dira litekeena Lurrera eramandako lurrunkorren iturri bakarra izatea. Hidrogenoaren konposizio isotopiko arinagoko osagaiekin nahas daitezke, duela gutxi silikatoetan eguzki-haizeak bultzatutako ura egotearen hipotesian proposatu zen bezala.
Ikerketa honetan, erakusten dugu CI meteoritoak, eguzki-sistemaren konposizio orokorraren ordezkari gisa duten garrantzi geokimikoa izan arren,6,10 lurreko kutsatutako laginak direla. Gainera, materia organiko alifatiko aberatsaren eta inguruko mineral hidratatuen arteko elkarrekintzen ebidentzia zuzena eskaintzen dugu eta Ryuguk eguzkitik kanpoko materiala izan dezakeela iradokitzen dugu37. Ikerketa honen emaitzek argi erakusten dute protoasteroideen laginketa zuzenaren garrantzia eta itzulitako laginak baldintza guztiz inerte eta esteriletan garraiatzeko beharra. Hemen aurkeztutako ebidentziak erakusten du Ryugu partikulak, zalantzarik gabe, laborategiko ikerketarako eskuragarri dauden eguzki-sistemako material kutsaturik gabeenetakoak direla, eta lagin preziatu hauen azterketa gehiagok, zalantzarik gabe, zabalduko duela eguzki-sistemaren hasierako prozesuen ulermena. Ryugu partikulak dira eguzki-sistemaren konposizio orokorraren ordezkaritza onena.
Submikroi eskalako laginen mikroegitura konplexua eta propietate kimikoak zehazteko, sinkrotroi erradiazioan oinarritutako tomografia konputatua (SR-XCT) eta SR X izpien difrakzioa (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analisiak erabili ditugu. Ez da degradaziorik, ez lurraren atmosferak eragindako kutsadurarik, eta ez da partikula finen edo lagin mekanikoen ondoriozko kalterik eragin. Bitartean, analisi bolumiko sistematikoa egin dugu eskaneatze-mikroskopia elektronikoa (SEM)-EDS, EPMA, XRD, neutroien aktibazio instrumentalaren analisia (INAA) eta oxigeno isotopoen fluorazio laser bidezko ekipamendua erabiliz. Saiakuntza-prozedurak 3. irudi osagarrian ageri dira eta analisi bakoitza hurrengo ataletan deskribatzen da.
Ryugu asteroidearen partikulak Hayabusa-2 birsarrera modulutik berreskuratu eta Japoniako Sagamiharako JAXA Kontrol Zentrora eraman ziren, Lurraren atmosfera kutsatu gabe4. JAXAk kudeatutako instalazio batean hasierako eta suntsipenik gabeko karakterizazioa egin ondoren, erabili gune arteko transferentzia ontziak zigilagarriak eta lagin kapsula poltsak (10 edo 15 mm-ko diametroko zafiro kristala eta altzairu herdoilgaitza, laginaren tamainaren arabera) ingurumen-interferentziak saihesteko. ingurumena. y eta/edo lurzoruko kutsatzaileak (adibidez, ur-lurruna, hidrokarburoak, gas atmosferikoak eta partikula finak) eta laginen arteko gurutzadura laginen prestaketan eta institutuen eta unibertsitateen arteko garraioan38. Lurraren atmosferarekin (ur-lurruna eta oxigenoa) elkarreraginez eragindako degradazioa eta kutsadura saihesteko, laginen prestaketa mota guztiak (tantalozko zizel batekin txirbiltzea, diamantezko alanbre zerra orekatu bat erabiltzea (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) eta epoxi mozketa barne) instalaziorako prestaketa) eskularru-kutxa batean egin ziren N2 garbi eta lehor baten azpian (ihintz-puntua: -80 eta -60 °C artean, O2 ~50-100 ppm). Hemen erabiltzen diren elementu guztiak ur ultrapuroaren eta etanolaren konbinazio batekin garbitzen dira, maiztasun desberdinetako ultrasoinu uhinak erabiliz.
Hemen, Antartikako Meteoritoen Ikerketa Zentroko Ikerketa Polar Institutu Nazionaleko (NIPR) meteorito bilduma aztertzen dugu (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 eta CY: Y 980115).
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS eta TEM analisietarako tresnen arteko transferentziarako, aurreko ikerketetan deskribatutako lagin-euskarri ultramehe unibertsala erabili genuen38.
Ryugu laginen SR-XCT analisia BL20XU/SPring-8 CT sistema integratua erabiliz egin zen. CT sistema integratuak hainbat neurketa modu ditu: ikus-eremu zabala eta bereizmen baxuko (WL) modua laginaren egitura osoa harrapatzeko, ikus-eremu estua eta bereizmen handiko (NH) modua laginaren azalera zehatz-mehatz neurtzeko. Intereseko eta erradiografiak laginaren bolumenaren difrakzio-eredua lortzeko, eta XRD-CT egin laginaren fase mineral horizontalen 2D diagrama lortzeko. Kontuan izan neurketa guztiak lagin-euskarria oinarritik kentzeko sistema integratua erabili gabe egin daitezkeela, CT eta XRD-CT neurketa zehatzak ahalbidetuz. WL moduko X izpien detektagailua (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) 4608 × 4608 pixeleko metal-oxido-erdieroale (CMOS) kamera gehigarri batekin (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) hornituta zegoen, 10 µm-ko lodierako lutezio aluminio granate kristal bakarreko (Lu3Al5O12:Ce) zintilagailu batekin eta errele lente batekin. WL moduan pixelen tamaina 0,848 µm ingurukoa da. Beraz, WL moduan ikus-eremua (FOV) gutxi gorabehera 6 mm-koa da offset CT moduan. NH moduko X izpien detektagailua (BM AA50; Hamamatsu Photonics) 20 µm-ko lodierako gadolinio-aluminio-galio granate (Gd3Al2Ga3O12) zintilagailu batekin eta 2048 × 2048 pixeleko bereizmenarekin hornituta zegoen (C11440-22CU); Hamamatsu Photonics) eta ×20 lente bat. NH moduan pixelaren tamaina ~0.25 µm da eta ikus-eremua ~0.5 mm. XRD moduko detektagailua (BM AA60; Hamamatsu Photonics) 50 µm-ko lodierako P43 (Gd2O2S:Tb) hauts-pantaila batez, 2304 × 2304 pixeleko bereizmeneko CMOS kamera batez (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) eta errele-lente batez osatutako zintilagailu batekin hornituta zegoen. Detektagailuak 19.05 µm-ko pixel eraginkorren tamaina eta 43.9 mm2-ko ikus-eremua ditu. FOV handitzeko, offset CT prozedura bat aplikatu genuen WL moduan. CT berreraikuntzarako transmititutako argiaren irudia 180° eta 360° arteko irudi batez osatuta dago, biraketa-ardatzaren inguruan horizontalki islatuta, eta 0° eta 180° arteko irudi batez.
XRD moduan, X izpien izpia Fresnel zona-plaka batek fokatzen du. Modu honetan, detektagailua laginaren atzean 110 mm-ra kokatzen da eta izpiaren geldigailua detektagailuaren aurretik 3 mm-ra dago. 2θ-ko difrakzio-irudiak, 1,43° eta 18,00° artekoak (sare-angelua d = 16,6–1,32 Å), detektagailuaren ikus-eremuaren behealdean fokatuta lortu ziren. Lagina bertikalki mugitzen da tarte erregularretan, eskaneatze bertikaleko urrats bakoitzeko bira erdi batekin. Mineral-partikulak Bragg-en baldintza betetzen badute 180° biratzen direnean, mineral-partikulen difrakzioa lor daiteke plano horizontalean. Ondoren, difrakzio-irudiak irudi bakarrean konbinatu ziren eskaneatze bertikaleko urrats bakoitzeko. SR-XRD-CT analisi-baldintzak SR-XRD analisirako ia berdinak dira. XRD-CT moduan, detektagailua laginaren atzean 69 mm-ra kokatzen da. 2θ tarteko difrakzio-irudiak 1,2° eta 17,68° artekoak dira (d = 19,73 eta 1,35 Å artean), non X izpien izpia eta izpi-mugatzailea detektagailuaren ikus-eremuaren erdigunearekin lerrokatuta dauden. Eskaneatu lagina horizontalki eta biratu lagina 180°. SR-XRD-CT irudiak mineralen intentsitate maximoak pixel balio gisa erabiliz berreraiki ziren. Eskaneatu horizontalean, lagina normalean 500-1000 urratsetan eskaneatzen da.
Esperimentu guztietarako, X izpien energia 30 keV-tan finkatu zen, hau baita X izpiak 6 mm inguruko diametroa duten meteoritoetan sartzeko beheko muga. 180°-ko biraketa bitartean CT neurketa guztietarako eskuratutako irudi kopurua 1800 izan zen (3600 offset CT programarako), eta irudien esposizio-denbora 100 ms izan zen WL modurako, 300 ms NH modurako, 500 ms XRDrako eta 50 ms/ms XRD-CT ms-rako. Laginaren eskaneatze-denbora tipikoa 10 minutu ingurukoa da WL moduan, 15 minutu NH moduan, 3 ordu XRDrako eta 8 ordu SR-XRD-CTrako.
CT irudiak proiekzio konboluzional bidez berreraiki ziren eta 0 eta 80 cm-1 arteko deuseztatze koefiziente lineal baterako normalizatu ziren. Slice softwarea erabili zen 3D datuak aztertzeko eta muXRD softwarea XRD datuak aztertzeko.
Epoxi-finkatutako Ryugu partikulak (A0029, A0037, C0009, C0014 eta C0068) pixkanaka leundu ziren gainazalean 0,5 µm-ko (3M) diamantezko lapaketa-film baten mailara iritsi arte, baldintza lehorretan, materiala gainazalarekin kontaktuan jartzea saihestuz leuntze-prozesuan zehar. Lagin bakoitzaren gainazal leundua lehenik mikroskopia optiko bidez aztertu zen eta ondoren elektroi atzerantz barreiatu ziren laginen mineralogia eta ehundura-irudiak (BSE) eta NIPR elementu kualitatiboak lortzeko, energia-dispertsioko espektrometro batekin (AZtec) hornitutako JEOL JSM-7100F SEM bat erabiliz. energia) irudia. Lagin bakoitzerako, elementu nagusi eta txikien edukia aztertu zen elektroi-zunda mikroanalizatzaile bat erabiliz (EPMA, JEOL JXA-8200). Aztertu filosilikato eta karbonato partikulak 5 nA-tan, estandar naturalak eta sintetikoak 15 keV-tan, sulfuroak, magnetita, olibinoa eta piroxenoa 30 nA-tan. Elementu-mapetatik eta BSE irudietatik kalkulatu ziren gradu modalak, ImageJ 1.53 softwarea erabiliz, mineral bakoitzerako atalase egokiak arbitrarioki ezarriz.
Oxigeno isotopoen analisia Open University-n egin zen (Milton Keynes, Erresuma Batua), infragorri laser bidezko fluorazio sistema bat erabiliz. Hayabusa2 laginak Open University 38-ra eraman ziren nitrogenoz betetako ontzietan instalazioen artean transferitzeko.
Lagina nitrogenozko eskularru-kutxa batean kargatu zen, % 0,1etik beherako oxigeno-maila kontrolatuarekin. Hayabusa2 analisi-lanerako, Ni lagin-euskarri berri bat fabrikatu zen, bi lagin-zuloz osatua (2,5 mm-ko diametroa, 5 mm-ko sakonera), bat Hayabusa2 partikulentzat eta bestea obsidian barne-estandarrentzat. Analisian zehar, Hayabusa2 materiala zuen lagin-putzua barneko BaF2 leiho batekin estali zen, gutxi gorabehera 1 mm-ko lodierako eta 3 mm-ko diametrokoa, lagina laser erreakzioan zehar eusteko. Laginerako BrF5 fluxua Ni lagin-euskarrian egindako gas-nahasketa-kanal baten bidez mantendu zen. Lagin-ganbera ere berregokitu zen, hutseko fluorazio-lerrotik kendu eta gero nitrogenoz betetako eskularru-kutxa batean ireki ahal izateko. Bi piezako ganbera kobrezko junturadun konpresio-zigilu batekin eta EVAC Quick Release CeFIX 38 kate-pintza batekin zigilatu zen. Ganberaren goialdean dagoen 3 mm-ko lodierako BaF2 leiho batek lagina eta laser bidezko berotzea aldi berean behatzea ahalbidetzen du. Lagina kargatu ondoren, ganbera berriro pintzatu eta berriro konektatu fluoratutako lerrora. Analisia egin aurretik, lagin-ganbera hutsean berotu zen 95 °C ingurura gau osoan zehar xurgatutako hezetasuna kentzeko. Gau osoan berotu ondoren, ganbera giro-tenperaturara hozten utzi zen eta, ondoren, laginaren transferentzian atmosferara egon zen zatia BrF5-ren hiru alikuotaz garbitu zen hezetasuna kentzeko. Prozedura hauek bermatzen dute Hayabusa 2 lagina ez dagoela atmosferara eraginpean eta ez dela kutsatuko lagina kargatzean atmosferara isurtzen den fluordun hodiaren zatiaren hezetasunak.
Ryugu C0014-4 eta Orgueil (CI) partikula laginak modu "bakar" aldatuan aztertu ziren42, eta Y-82162 (CY) analisia, berriz, erretilu bakarrean egin zen, hainbat lagin-putzurekin41. Haien konposizio anhidroa dela eta, ez da beharrezkoa metodo bakarra erabiltzea CY kondritentzat. Laginak Photon Machines Inc.-en CO2 laser infragorri bat erabiliz berotu ziren. 50 W-ko (10,6 µm) potentziakoa, XYZ zutikako gantrian muntatua, BrF5-ren presentzian. Barneko bideo-sistemak erreakzioaren bilakaera kontrolatzen du. Fluorazioaren ondoren, askatutako O2-a bi nitrogeno-tranpa kriogeniko eta KBr-ko ohe berotu bat erabiliz garbitu zen, soberako fluorra kentzeko. Oxigeno purifikatuaren konposizio isotopikoa Thermo Fisher MAT 253 kanal bikoitzeko masa-espektrometro batean aztertu zen, 200 inguruko masa-bereizmenarekin.
Kasu batzuetan, laginaren erreakzioan zehar askatu zen O2 gaseosoaren kantitatea 140 µg baino txikiagoa izan zen, eta hori da MAT 253 masa-espektrometroko hauspo-gailua erabiltzeko gutxi gorabeherako muga. Kasu hauetan, erabili mikrobolumenak analisietarako. Hayabusa2 partikulak aztertu ondoren, obsidianaren barne-estandarra fluoratu zen eta bere oxigeno isotopoen konposizioa zehaztu zen.
NF+ NF3+ zatiaren ioiek 33 masako (16O17O) habearekin interferentzia egiten dute. Arazo potentzial hau ezabatzeko, lagin gehienak kriogenizazio-prozedurak erabiliz prozesatzen dira. Hau aurreranzko norabidean egin daiteke MAT 253 analisia baino lehen edo bigarren analisi gisa, aztertutako gasa bahe molekular berezira itzuliz eta kriogenizazio-banaketaren ondoren berriro pasaraziz. Kriogenizazio-banaketak gasa nitrogeno likidoaren tenperaturan bahe molekular batera hornitzea eta gero -130 °C-ko tenperaturan lehen mailako bahe molekular batera isurtzea dakar. Proba zabalek erakutsi dute NF+ lehen bahe molekularrean geratzen dela eta ez dela frakzionamendu esanguratsurik gertatzen metodo hau erabiliz.
Gure barne obsidian estandarren analisi errepikatuetan oinarrituta, sistemaren zehaztasun orokorra hau da hau: ±0,053‰ δ17O-rako, ±0,095‰ δ18O-rako, ±0,018‰ Δ17O-rako (2 sd). Oxigeno isotopoen analisia delta notazio estandarrean ematen da, non delta18O honela kalkulatzen den:
Erabili 17O/16O erlazioa ere δ17O-rako. VSMOW Vienako Itsasoko Uraren Batez besteko Estandarraren nazioarteko estandarra da. Δ17O-k Lurraren frakzionamendu-lerroarekiko desbideratzea adierazten du, eta kalkulu-formula hau da: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O. 3. taula osagarrian aurkeztutako datu guztiak doitu dira.
150 eta 200 nm arteko lodierako sekzioak Ryugu partikuletatik atera ziren Hitachi High Tech SMI4050 FIB tresna bat erabiliz JAMSTECen, Kochi Core Sampling Instituten. Kontuan izan FIB sekzio guztiak partikula prozesatu gabeko zatietatik berreskuratu zirela, N2 gasez betetako ontzietatik objektuen arteko transferentziarako atera ondoren. Zati hauek ez ziren SR-CT bidez neurtu, baina Lurraren atmosferarekiko esposizio minimoarekin prozesatu ziren, karbonoaren K ertzaren espektroan eragina izan zezaketen kalte eta kutsadura saihesteko. Wolframio babes-geruza bat jarri ondoren, intereseko eskualdea (25 × 25 μm2-ra arte) moztu eta mehetu zen Ga+ ioi-izpi batekin 30 kV-ko azeleratze-tentsioan, ondoren 5 kV-tan eta 40 pA-ko zunda-korrontean gainazaleko kalteak minimizatzeko. Sekzio ultrameheak kobrezko sare handitu batean (Kochi sarea) 39 jarri ziren, FIBz hornitutako mikromanipulatzaile bat erabiliz.
Ryugu A0098 (1,6303 mg) eta C0068 (0,6483 mg) pellet-ak bi aldiz zigilatu ziren polietilenozko xafla puruetan, nitrogeno puruz betetako eskularru-kutxa batean, SPring-8-an, Lurraren atmosferarekin inolako interakziorik gabe. JB-1 laginaren prestaketa (Japoniako Geologia Zerbitzuak emandako erreferentzia geologikoko arroka) Tokioko Unibertsitate Metropolitanoan egin zen.
INAA Kyotoko Unibertsitateko Erradiazio Integratuaren eta Zientzia Nuklearren Institutuan dago. Laginak bi aldiz irradiatu ziren, elementuen kuantifikaziorako erabilitako nuklidoaren erdibizitzaren arabera aukeratutako irradiazio-ziklo desberdinekin. Lehenik, lagina irradiazio-hodi pneumatiko batean irradiatu zen 30 segundoz. 3. irudian agertzen diren neutroi termiko eta azkarren fluxuak 4,6 × 1012 eta 9,6 × 1011 cm-2 s-1 dira, hurrenez hurren, Mg, Al, Ca, Ti, V eta Mn edukia zehazteko. MgO (% 99,99ko purutasuna, Soekawa Chemical), Al (% 99,9ko purutasuna, Soekawa Chemical) eta Si metala (% 99,999ko purutasuna, FUJIFILM Wako Pure Chemical) bezalako produktu kimikoak ere irradiatu ziren (n, n) bezalako erreakzio nuklear interferentzialak zuzentzeko. Lagina sodio kloruroarekin ere irradiatu zen (% 99,99ko purutasuna; MANAC) neutroi-fluxuaren aldaketak zuzentzeko.
Neutroi-irradiazioaren ondoren, kanpoko polietilenozko xafla berri batekin ordezkatu zen, eta laginak eta erreferentziak igorritako gamma erradiazioa berehala neurtu zen Ge detektagailu batekin. Lagin berdinak berriro irradiatu ziren 4 orduz irradiazio pneumatikoko hodi batean. 2-k 5,6 x 1012 eta 1,2 x 1012 cm-2 s-1 neutroi-fluxu termikoak eta azkarrak ditu, hurrenez hurren, Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Se, Sb, Os, Ir eta Au edukia zehazteko. Ga, As, Se, Sb, Os, Ir eta Au-ren kontrol-laginak irradiatu ziren elementu horien kontzentrazio ezaguneko soluzio estandarren kantitate egokiak (10 eta 50 μg artean) aplikatuz bi iragazki-paper zatitan, eta ondoren laginen irradiazioa egin zen. Gamma izpien zenbaketa Kyotoko Unibertsitateko Erradiazio Integratuaren eta Zientzia Nuklearren Institutuan eta Tokioko Unibertsitate Metropolitanoko RI Ikerketa Zentroan egin zen. INAA elementuen zehaztapen kuantitatiborako prozedura analitikoak eta erreferentzia materialak aurreko lanean deskribatutako berdinak dira.
Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) eta C0087 (<1 mg) laginen difrakzio-ereduak NIPRn biltzeko X izpien difraktometro bat (Rigaku SmartLab) erabili zen. Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) eta C0087 (<1 mg) laginen difrakzio-ereduak NIPRn biltzeko X izpien difraktometro bat (Rigaku SmartLab) erabili zen. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин оборазционных картин оборазц1 оборазц1 для сбора дифракционных A0037 (≪1 мг) eta C0087 (<1 мг) edo NIPR. Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) eta C0087 (<1 mg) laginen difrakzio-ereduak NIPRn biltzeko, X izpien difraktometro bat (Rigaku SmartLab) erabili zen.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) 的品样品使用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) 的品样品 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) eta C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с исполов рентгеновского дифрактометра (Rigaku SmartLab). Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) eta C0087 (<1 mg) laginen X izpien difrakzio-ereduak NIPR bidez lortu ziren X izpien difraktometro bat (Rigaku SmartLab) erabiliz.Lagin guztiak hauts fin bihurtu ziren siliziozko oblea ez-islatzaile batean zafiro beirazko plaka bat erabiliz, eta ondoren siliziozko oblea ez-islatzailean uniformeki zabaldu ziren, likidorik gabe (urik edo alkoholik gabe). Neurketa-baldintzak hauek dira: Cu Kα X izpien erradiazioa 40 kV-ko hodi-tentsioan eta 40 mA-ko hodi-korrontean sortzen da, zirrikitu-luzera mugatzailea 10 mm-koa da, dibergentzia-angelua (1/6)°-koa da, plano barruko biraketa-abiadura 20 rpm-koa da, eta 2θ-ko tartea (Bragg angelu bikoitza) 3-100°-koa da eta 28 ordu inguru behar dira aztertzeko. Bragg Brentano optika erabili zen. Detektagailua dimentsio bakarreko siliziozko erdieroaleen detektagailu bat da (D/teX Ultra 250). Cu Kβ-ren X izpiak Ni iragazki bat erabiliz kendu ziren. Eskuragarri dauden laginak erabiliz, magnesio saponita sintetikoaren (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentina (hosto serpentina, Miyazu, Nikka) eta pirrotitaren (monokliniko 4C, Chihua, Mexiko Watts) neurketak alderatu ziren gailurrak identifikatzeko eta Nazioarteko Difrakzio Datuen Zentroko hauts fitxategien difrakzio datuak, dolomita (PDF 01-071-1662) eta magnetita (PDF 00-019-0629) erabiltzeko. Ryuguko difrakzio datuak ere alderatu ziren hidroalteratutako karbonozko kondriten datuekin, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 eta Y 980115 CY (berotze fase III, 500–750°C). Konparaketak antzekotasunak erakutsi zituen Orgueilekin, baina ez Y-791198 eta Y 980115ekin.
FIB-ez egindako laginen sekzio ultrameheen karbono-ertz K duten NEXAFS espektroak STXM BL4U kanala erabiliz neurtu ziren Zientzia Molekularreko Institutuko (Okazaki, Japonia) UVSOR sinkrotroi instalazioan. Fresnel zona-plaka batekin optikoki fokatutako habe baten puntu-tamaina 50 nm ingurukoa da. Energia-urratsa 0,1 eV da ertz hurbileko eskualdeko egitura finarentzat (283,6–292,0 eV) eta 0,5 eV (280,0–283,5 eV eta 292,5–300,0 eV) aurrealdeko eta atzeko aurrealdeko eskualdeentzat. Irudi-pixel bakoitzaren denbora 2 ms-tan ezarri zen. Hustu ondoren, STXM analisi-ganbera helioz bete zen 20 mbar inguruko presioan. Horrek ganberako eta lagin-euskarrietako X izpien optika-ekipoen desbideratze termikoa minimizatzen laguntzen du, baita laginaren kaltea eta/edo oxidazioa murrizten ere. NEXAFS K-ertzeko karbono espektroak datu pilatuetatik sortu ziren, aXis2000 softwarea eta STXM datuak prozesatzeko software jabeduna erabiliz. Kontuan izan laginaren transferentzia-kutxa eta eskularru-kutxa laginaren oxidazioa eta kutsadura saihesteko erabiltzen direla.
STXM-NEXAFS analisia egin ondoren, Ryugu FIB xerren hidrogeno, karbono eta nitrogenoaren konposizio isotopikoa aztertu zen JAMSTEC NanoSIMS 50L batekin isotopoen irudigintza erabiliz. Karbono eta nitrogeno isotopoen analisirako 2 pA inguruko Cs+ lehen mailako izpi fokatu bat eta hidrogeno isotopoen analisirako 13 pA ingurukoa rasterizatu zen laginaren gainean 24 × 24 µm2 eta 30 × 30 µm2 arteko azalera batean. Lehen mailako izpi-korronte nahiko indartsu batean 3 minutuko aurre-ihinztadura baten ondoren, bigarren mailako izpiaren intentsitatea egonkortu ondoren hasi zen analisi bakoitza. Karbono eta nitrogeno isotopoen analisirako, 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– eta 12C15N–-ren irudiak aldi berean lortu ziren zazpi elektroi biderkatzaile multiplex detekzioarekin, gutxi gorabehera 9000ko masa-bereizmenarekin, eta hori nahikoa da konposatu isotopo garrantzitsu guztiak bereizteko. interferentzia (hau da, 12C1H 13C-n eta 13C14N 12C15N-n). Hidrogeno isotopoen analisirako, 1H-, 2D- eta 12C- irudiak lortu ziren, gutxi gorabehera 3000ko masa-bereizmenarekin, hiru elektroi biderkatzaile erabiliz detekzio anitzarekin. Analisi bakoitzak eremu bereko 30 eskaneatutako irudi ditu, irudi batek 256 × 256 pixel ditu karbono eta nitrogeno isotopoen analisirako eta 128 × 128 pixel hidrogeno isotopoen analisirako. Atzerapen-denbora 3000 µs da pixel bakoitzeko karbono eta nitrogeno isotopoen analisirako eta 5000 µs pixel bakoitzeko hidrogeno isotopoen analisirako. 1-hidroxibenzotriazol hidratoa erabili dugu hidrogeno, karbono eta nitrogeno isotopoen estandar gisa, masa-frakzionamendu instrumentala kalibratzeko45.
FIB C0068-25 profilean eguzki-azaleko grafitoaren silizio isotopikoaren konposizioa zehazteko, sei elektroi biderkatzaile erabili genituen, 9000 inguruko masa-bereizmenarekin. Irudiek 256 × 256 pixel dituzte, pixel bakoitzeko 3000 µs-ko atzerapenarekin. Masa-frakzionamenduko tresna bat kalibratu genuen, siliziozko obleak hidrogeno, karbono eta silizio isotopo estandar gisa erabiliz.
Isotopoen irudiak NASAren NanoSIMS45 irudigintza softwarea erabiliz prozesatu ziren. Datuak zuzendu ziren elektroi biderkatzailearen denbora hila (44 ns) eta ia aldibereko iriste efektuetarako. Eskaneatze lerrokatze desberdina irudi bakoitzerako, eskurapenean zehar irudiaren desbideratzea zuzentzeko. Azken isotopo irudia sortzen da irudi bakoitzetik bigarren mailako ioiak gehituz eskaneatze pixel bakoitzerako.
STXM-NEXAFS eta NanoSIMS analisiak egin ondoren, FIB sekzio berdinak transmisio-mikroskopio elektroniko bat (JEOL JEM-ARM200F) erabiliz aztertu ziren, 200 kV-ko azeleratze-tentsioan Kochi-n, JAMSTEC-en. Mikroegitura eremu argiko TEM bat eta angelu handiko eskaneatze-TEM bat erabiliz behatu zen eremu ilun batean. Mineral faseak puntuko elektroi difrakzio eta sare-bandaren irudien bidez identifikatu ziren, eta analisi kimikoa EDS bidez egin zen, 100 mm2-ko siliziozko deriba detektagailu batekin eta JEOL Analysis Station 4.30 softwarearekin. Analisi kuantitatiborako, elementu bakoitzerako X izpien intentsitate karakteristikoa TEM eskaneatze moduan neurtu zen, 30 segundoko datu-eskuratze denbora finko batekin, ~100 × 100 nm2-ko habe-eskaneatze eremu batekin eta 50 pA-ko habe-korronte batekin. Geruzadun silikatoetan (Si + Al)-Mg-Fe erlazioa k koefiziente esperimentala erabiliz zehaztu zen, lodiera zuzenduta, piropagarneta naturalaren estandar batetik lortua.
Ikerketa honetan erabilitako irudi eta analisi guztiak JAXA Datuen Artxibatze eta Komunikazio Sisteman (DARTS) daude eskuragarri: https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2. Artikulu honek jatorrizko datuak eskaintzen ditu.
Kitari, K. et al. 162173 Ryugu asteroidearen gainazalaren konposizioa Hayabusa2 NIRS3 tresnak behatua. Science 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato motako kondrita karbonazeoak (CY): Ryugu asteroidearen gainazalaren analogoak? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al. Ryugu laginen lehen konposizio-analisia MicroOmega hiperespektro-mikroskopio bat erabiliz egin zen. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al. C motako Ryugu asteroidetik itzulitako Hyabusa2 laginaren aurretiazko analisia. National Astron. 6, 214–220 (2021).