Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side werjaan sûnder stilen en JavaScript.
Fluchtich en ryk oan organyske stof, C-type asteroïden kinne ien fan 'e wichtichste boarnen fan wetter op ierde wêze.Op it stuit jouwe koalstofdragende chondriten it bêste idee fan har gemyske gearstalling, mar ynformaasje oer meteoriten is ferfoarme: allinich de meast duorsume soarten oerlibje it yngean fan 'e sfear en dan ynteraksje mei de omjouwing fan' e ierde.Hjir presintearje wy de resultaten fan in detaillearre volumetryske en mikroanalytyske stúdzje fan it primêre Ryugu-dieltsje levere oan 'e ierde troch it Hayabusa-2 romteskip.Ryugu-dieltsjes litte in nauwe oerienkomst yn gearstalling sjen mei chemysk unfractionated, mar wetter-feroare CI (Iwuna-type) chondrites, dy't in protte brûkt wurde as in yndikator fan 'e totale gearstalling fan it sinnestelsel.Dit eksimplaar lit in komplekse romtlike relaasje sjen tusken rike alifatyske organyske stoffen en laach silicaten en jout in maksimum temperatuer fan om de 30 °C by wettereroazje.Wy fûnen in oerfloed fan deuterium en diazonium yn oerienstimming mei in ekstrasolêre oarsprong.Ryugu-dieltsjes binne it meast ûnbesmette en ûnskiedber bûtenlânske materiaal dat ea studearre is en passe it bêste by de algemiene gearstalling fan it sinnestelsel.
Fan juny 2018 oant novimber 2019 hat de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Hayabusa2 romtesonde in wiidweidich ûndersyk op ôfstân útfierd fan asteroïde Ryugu.Gegevens fan 'e Near Infrared Spectrometer (NIRS3) by Hayabusa-2 suggerearje dat Ryugu kin wurde gearstald út in materiaal dat fergelykber is mei thermyske en / of skokmetamorfe koalstofige chondrites.De tichtste wedstriid is CY chondrite (Yamato type) 2. Ryugu syn lege albedo kin ferklearre wurde troch de oanwêzigens fan in grut oantal koalstof-rike komponinten, likegoed as dieltsje grutte, porosity, en romtlike ferwaarming effekten.De Hayabusa-2 romtesonde makke twa lânings en samplesammeling op Ryuga.Tidens de earste lâning op 21 febrewaris 2019 waard oerflakmateriaal krigen, dat waard opslein yn fak A fan 'e weromkommende kapsule, en tidens de twadde lâning op 11 july 2019 waard materiaal sammele tichtby in keunstmjittige krater foarme troch in lytse draachbere impactor.Dizze samples wurde opslein yn Ward C. Inisjele net-destruktive karakterisearring fan 'e dieltsjes yn Stage 1 yn spesjale, ûnbesmette en suvere stikstof-folle keamers by JAXA-behearde foarsjenningen oanjûn dat de Ryugu-dieltsjes it meast lykje op CI4 chondrites en eksposearre "ferskate nivo's fan fariaasje"3.De skynber tsjinstridige klassifikaasje fan Ryugu, fergelykber mei CY of CI chondrites, kin allinich oplost wurde troch detaillearre isotopyske, elemintêre en mineralogyske karakterisaasje fan Ryugu-dieltsjes.De hjir presintearre resultaten jouwe in solide basis foar it bepalen fan hokker fan dizze twa foarriedige ferklearrings foar de algemiene gearstalling fan asteroïde Ryugu it meast wierskynlik is.
Acht Ryugu-pellets (sawat 60mg totaal), fjouwer út Keamer A en fjouwer út Keamer C, waarden tawiisd oan Fase 2 om it Kochi-team te behearjen.It haaddoel fan 'e stúdzje is om de natuer, oarsprong en evolúsjonêre skiednis fan 'e asteroïde Ryugu te ferklearjen, en oerienkomsten en ferskillen te dokumintearjen mei oare bekende bûtenierdske eksimplaren lykas chondrites, ynterplanetêre stofpartikels (IDP's) en weromkommende kometen.Samples sammele troch NASA's Stardust-missy.
Detaillearre mineralogyske analyze fan fiif Ryugu kerrels (A0029, A0037, C0009, C0014 en C0068) die bliken dat se binne benammen gearstald út fyn- en grofkorrelige phyllosilicates (~ 64-88 vol.%; Fig. 1a, b, Oanfoljende Fig. 1).en ekstra tabel 1).Grofkorrelige fyllosilikaten komme foar as pinnate aggregaten (oant tsientallen mikronen yn grutte) yn fynkorrelige, fillosilikaatrike matriksen (minder as in pear mikron yn grutte).Layered silikaat dieltsjes binne serpentine-saponite symbionten (fig. 1c).De kaart (Si + Al) -Mg-Fe lit ek sjen dat de bulk laach silikaat matrix hat in tuskenlizzende gearstalling tusken serpentine en saponite (Fig. 2a, b).De phyllosilicate matrix befettet karbonaatmineralen (~2-21 vol.%), sulfidemineralen (~2.4-5.5 vol.%), en magnetyt (~3.6-6.8 vol.%).Ien fan 'e dieltsjes ûndersocht yn dizze stúdzje (C0009) befette in lyts bedrach (~ 0,5 vol.%) fan wetterfrije silikaten (olivine en pyroxene), dy't kinne helpe by it identifisearjen fan it boarnemateriaal dat de rauwe Ryugu-stien makke5.Dit wetterfrije silikaat is seldsum yn Ryugu-pellets en waard allinich posityf identifisearre yn C0009-pellet.Karbonaten binne oanwêzich yn 'e matrix as fragminten (minder as in pear hûndert mikrons), meast dolomit, mei lytse hoemannichten kalsiumkarbonaat en brinell.Magnetyt komt foar as isolearre dieltsjes, framboids, plaques, of sfearyske aggregaten.Sulfiden wurde benammen fertsjintwurdige troch pyrrhotite yn 'e foarm fan unregelmjittige hexagonale prisma's / platen of latten.De matrix befettet in grutte hoemannichte submicron pentlandit of yn kombinaasje mei pyrrhotite. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) komme ubiquitously foar yn 'e phyllosilicate-rike matrix. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) komme ubiquitously foar yn 'e phyllosilicate-rike matrix. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) komme ubiquitously foar yn 'e phyllosilicate-rike matrix.富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。 Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) преобладают в богатой филлосиликатами матрице. Koalstofrike fazen (<10 µm yn grutte) dominearje yn 'e phyllosilicate-rike matrix.Oare byhearrende mineralen wurde werjûn yn Oanfoljende Tabel 1. De list fan mineralen bepaald út de X-ray diffraksje patroan fan de C0087 en A0029 en A0037 mingsel is hiel oerienstimming mei dat bepaald yn de CI (Orgueil) chondrite, mar ferskilt sterk út de CY en CM (Migrithei útwreide Figure2 chondrite) gegevens mei útwreide Figure2 chondrite1.De totale elemint ynhâld fan Ryugu granen (A0098, C0068) is ek yn oerienstimming mei chondrite 6 CI (útwreide gegevens, Fig. 2 en Oanfoljende Table 2).Yn tsjinstelling, CM chondrites wurde fermindere yn matig en tige flechtich eleminten, benammen Mn en Zn, en heger yn refractaire eleminten7.De konsintraasjes fan guon eleminten ferskille sterk, wat in refleksje kin wêze fan 'e ynherinte heterogeniteit fan' e stekproef fanwegen de lytse grutte fan yndividuele dieltsjes en de resultearjende sampling-bias.Alle petrologyske, mineralogyske en elemintêre skaaimerken jouwe oan dat Ryugu-kerrels tige ferlykber binne mei chondrites CI8,9,10.In opmerklike útsûndering is it ûntbrekken fan ferrihydrite en sulfaat yn Ryugu-kerrels, wat suggerearret dat dizze mineralen yn CI-chondrites waarden foarme troch ierdske ferwaarming.
a, Composite X-ray ôfbylding fan Mg Kα (read), Ca Kα (grien), Fe Kα (blau), en S Kα (giel) droech gepolijst seksje C0068.De fraksje bestiet út gelaagde silikaten (read: ~88 vol%), karbonaten (dolomit; ljochtgrien: ~1,6 vol%), magnetyt (blau: ~5,3 vol%) en sulfiden (giel: sulfide = ~2,5% vol. essay. b, byld fan 'e kontoerregio yn efterôf ferspraat elektroanen op in. Dole – isulfide is dommite izeren sap; - spekstien; Srp - serpentine. c, hege resolúsje oerdracht elektroanenmikroskopy (TEM) ôfbylding fan in typyske saponite-serpentine yntergrowth mei serpentine en saponite rooster bands fan 0.7 nm en 1.1 nm, respektivelik.
De gearstalling fan 'e matrix en laach silikaat (by %) fan Ryugu A0037 (bêste reade sirkels) en C0068 (bêste blauwe sirkels) dieltsjes wurdt werjûn yn it (Si + Al) -Mg-Fe ternary systeem.a, Electron Probe Microanalysis (EPMA) resultaten útset tsjin CI chondrites (Ivuna, Orgueil, Alais) 16 werjûn yn griis foar ferliking.b, Scanning TEM (STEM) en enerzjy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analyze werjûn foar ferliking mei Orgueil9 en Murchison46 meteoriten en hydratisearre IDP47.Fine-grained en grof-grained phyllosilicates waarden analysearre, it foarkommen fan lytse dieltsjes fan izer sulfide.De stippele linen yn a en b litte de oplossingslinen fan saponite en serpentine sjen.De izer-rike gearstalling yn in kin wêze fanwege submicron izeren sulfide korrels binnen de layered silikaat korrels, dat kin net útsletten wurde troch de romtlike resolúsje fan de EPMA analyze.Gegevenspunten mei in hegere Si-ynhâld as de saponite yn b kinne feroarsake wurde troch de oanwêzigens fan nanogrutte amorf silisium-ryk materiaal yn 'e ynterstienen fan' e fillosilikaatlaach.Oantal analyzes: N=69 foar A0037, N=68 foar EPMA, N=68 foar C0068, N=19 foar A0037 en N=27 foar C0068 foar STEM-EDS.c, isotopkaart fan trioxydieltsje Ryugu C0014-4 fergelike mei chondritewearden CI (Orgueil), CY (Y-82162) en literatuergegevens (CM en C2-ung) 41,48,49.Wy hawwe gegevens krigen foar de Orgueil en Y-82162 meteoriten.CCAM is in line fan anhydrous koalstofholdige chondrite mineralen, TFL is in lân skieding line.d, Δ17O en δ18O kaarten fan Ryugu dieltsje C0014-4, CI chondrite (Orgueil), en CY chondrite (Y-82162) (dizze stúdzje).Δ17O_Ryugu: De wearde fan Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Gemiddelde Δ17O wearde foar Orgueil.Δ17O_Y-82162: Gemiddelde Δ17O wearde foar Y-82162.CI- en CY-gegevens út 'e literatuer 41, 48, 49 wurde ek werjûn foar fergeliking.
Massa-isotoop-analyze fan soerstof waard útfierd op in 1.83 mg-sample fan materiaal ekstrahearre út granulêre C0014 troch laserfluorinaasje (Methods).Foar fergeliking rûnen wy sân eksimplaren fan Orgueil (CI) (totale massa = 8,96 mg) en sân eksimplaren fan Y-82162 (CY) (totale massa = 5,11 mg) (oanfoljende tabel 3).
Op fig.2d toant in dúdlike skieding fan Δ17O en δ18O tusken de gewicht gemiddelde dieltsjes fan Orgueil en Ryugu fergelike mei Y-82162.De Δ17O fan it Ryugu C0014-4-dieltsje is heger as dat fan it Orgeil-dieltsje, nettsjinsteande de oerlap by 2 sd.Ryugu-dieltsjes hawwe hegere Δ17O-wearden yn ferliking mei Orgeil, wat de ierdske fersmoarging fan 'e lêste kin reflektearje sûnt syn fal yn 1864. Wettering yn' e ierdske omjouwing11 resultearret needsaaklik yn 'e yntegraasje fan atmosfearyske soerstof, wêrtroch't de totale analyze tichterby de ierdske fraksjonearring line (TFL) bringt.Dizze konklúzje is yn oerienstimming mei de mineralogyske gegevens (besprutsen earder) dat Ryugu-kerrels gjin hydraten of sulfaten befetsje, wylst Orgeil dat docht.
Op grûn fan 'e boppesteande mineralogyske gegevens stypje dizze resultaten in assosjaasje tusken Ryugu kerrels en CI chondrites, mar slút in feriening fan CY chondrites út.It feit dat Ryugu-kerrels net binne assosjeare mei CY-chondriten, dy't dúdlike tekens sjen litte fan dehydratisearringsmineralogy, is ferrassend.Orbital observaasjes fan Ryugu lykje oan te jaan dat it útdroeging hat ûndergien en is dêrom wierskynlik gearstald út CY-materiaal.De redenen foar dit skynbere ferskil bliuwe ûndúdlik.In soerstof isotopen analyze fan oare Ryugu dieltsjes wurdt presintearre yn in begelieder papier 12. Lykwols, de resultaten fan dizze útwreide gegevens set binne ek yn oerienstimming mei de assosjaasje tusken Ryugu dieltsjes en CI chondrites.
Mei help fan koördinearre mikroanalyzetechniken (Supplementary Fig. 3) ûndersochten wy de romtlike ferdieling fan organyske koalstof oer it hiele oerflak fan 'e fokusearre ionbeamfraksje (FIB) C0068.25 (figueren 3a-f).Fine struktuer X-ray absorption spektra fan koalstof (NEXAFS) oan de tichtby râne yn seksje C0068.25 showing ferskate funksjonele groepen - aromaatyske of C = C (285.2 eV), C = O (286.5 eV), CH (287.5 eV) en C ( = O) O (288.8 ôfwêzich eV is de graphene eV) (288.8 absent eV struktuer (288.8). 3a), wat betsjut in lege graad fan termyske fariaasje.De sterke CH-pyk (287.5 eV) fan 'e partiel organyske stoffen fan C0068.25 ferskilt fan 'e ûnoplosbere organyske stoffen fan earder studearre koalstofholdige chondrites en liket mear op IDP14 en komeetpartikels krigen troch de Stardust-missy.In sterke CH-peak by 287.5 eV en in tige swak aromaatyske of C=C-peak by 285.2 eV jouwe oan dat organyske ferbiningen ryk binne yn alifatyske ferbiningen (Fig. 3a en Supplementary Fig. 3a).Gebieten ryk oan alifatyske organyske ferbiningen binne lokalisearre yn grofkorrelige phyllosilicates, lykas yn gebieten mei in minne aromaatyske (of C=C) koalstofstruktuer (fig. 3c,d).Yn tsjinstelling liet A0037,22 (Supplementary Fig. 3) foar in part in legere ynhâld fan alifatyske koalstofrike regio's sjen.De ûnderlizzende mineralogy fan dizze kerrels is ryk oan karbonaten, fergelykber mei chondrite CI 16, wat suggerearret wiidweidige feroaring fan boarne wetter (oanfoljende tabel 1).Oxidearjende omstannichheden sille hegere konsintraasjes fan funksjonele karbonyl- en karboksylgroepen favorisearje yn organyske ferbiningen dy't ferbûn binne mei karbonaten.De submikronferdieling fan organyske stoffen mei alifatyske koalstofstruktueren kin hiel oars wêze as de ferdieling fan grofkorrelige laach silicaten.Hints fan alifatyske organyske ferbiningen ferbûn mei phyllosilicate-OH waarden fûn yn 'e Tagish Lake meteoryt.Koördinearre mikroanalytyske gegevens suggerearje dat organyske stof ryk oan alifatyske ferbiningen wiidferspraat wêze kin yn C-type asteroïden en nau ferbûn mei phyllosilicates.Dizze konklúzje is yn oerienstimming mei eardere rapporten fan alifatyske / aromaatyske CH's yn Ryugu-dieltsjes demonstrearre troch MicroOmega, in near-ynfraread hyperspektrale mikroskoop.In wichtige en net oploste fraach is oft de unike eigenskippen fan alifatyske koalstofrike organyske ferbiningen ferbûn mei grofkorrelige phyllosilicates dy't yn dizze stúdzje beoardiele binne allinich fûn op 'e asteroïde Ryugu.
a, NEXAFS koalstofspektra normalisearre nei 292 eV yn 'e aromaatyske (C = C) rike regio (read), yn' e alifatyske rike regio (grien), en yn 'e matrix (blau).De grize line is it Murchison 13 ûnoplosbere organyske spektrum foar fergeliking.au, arbitraazje ienheid.b, Scanning transmission X-ray mikroskopy (STXM) spektrale ôfbylding fan in koalstof K-râne sjen litte dat de seksje wurdt dominearre troch koalstof.c, RGB gearstalde plot mei aromaatyske (C = C) rike regio's (read), alifatyske rike regio's (grien), en matrix (blau).d, organyske stoffen ryk oan alifatyske ferbiningen binne konsintrearre yn grofkorrelige phyllosilicate, it gebiet wurdt fergrutte fan 'e wite stippele doazen yn b en c.e, grutte nanosfearen (ng-1) yn it gebiet fergrutte fan it wite stippelkast yn b en c.Foar: pyrrhotite.Pn: nikkel-chromyt.f, Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS), Hydrogen (1H), Carbon (12C), en Nitrogen (12C14N) elemintêre bylden, 12C / 1H elemint ratio bylden, en cross δD, δ13C, en δ15N isotope bylden - Seksje PG-1 graphite mei presolarmentaryC 4-1: ekstreem ferrike C.
Kinetyske stúdzjes fan degradaasje fan organyske stof yn Murchison-meteoriten kinne wichtige ynformaasje leverje oer de heterogene ferdieling fan alifatyske organyske stof ryk oan Ryugu-kerrels.Dizze stúdzje lit sjen dat alifatyske CH-bindingen yn organyske stof oanhâlde oant in maksimale temperatuer fan sa'n 30 ° C by de âlder en / of feroarje mei tiid-temperatuer relaasjes (bgl. 200 jier by 100 ° C en 0 ° C 100 miljoen jier)..As de foarrinner net langer dan in bepaalde tiid op in bepaalde temperatuer wurdt ferwaarme, kin de oarspronklike ferdieling fan alifatyske organyske stoffen ryk oan phyllosilicate bewarre wurde.Feroaringen yn boarne rockwetter kinne dizze ynterpretaasje lykwols komplisearje, om't karbonaatrike A0037 gjin koalstofrike alifatyske regio's sjen lit dy't ferbûn binne mei phyllosilicates.Dizze feroaring fan lege temperatuer komt rûchwei oerien mei de oanwêzigens fan kubike fjildspaat yn Ryugu-kerrels (oanfoljende tabel 1) 20.
Fraksje C0068.25 (ng-1; Fig. 3a–c,e) befettet in grutte nanosfear dy't tige aromaatyske (of C=C), matig alifatyske en swakke spektra fan C(=O)O en C=O sjen lit..De hântekening fan alifatyske koalstof komt net oerien mei de hantekening fan bulk ûnoplosbere organyske stoffen en organyske nanosfearen dy't ferbûn binne mei chondrites (Fig. 3a) 17,21.Raman en ynfraread spektroskopyske analyze fan nanosfearen yn Lake Tagish lieten sjen dat se besteane út alifatyske en oksidearre organyske ferbiningen en ûnregelmjittige polysyklike aromaatyske organyske ferbiningen mei in komplekse struktuer22,23.Om't de omlizzende matrix organyske stoffen befettet ryk oan alifatyske ferbiningen, kin de hantekening fan alifatyske koalstof yn ng-1 in analytysk artefakt wêze.Opfallend is dat ng-1 ynbêde amorfe silikaten befettet (fig. 3e), in tekstuer dy't noch net rapportearre is foar bûtenierdske organyske stoffen.Amorfe silicaten kinne natuerlike komponinten fan ng-1 wêze as resultaat fan amorfisaasje fan wetterige / wetterfrije silicaten troch ion- en/of elektroanenstraal tidens analyse.
NanoSIMS ionôfbyldings fan 'e C0068.25-seksje (Fig. 3f) litte unifoarme feroaringen yn δ13C en δ15N sjen, útsein foar presolêre kerrels mei in grutte 13C-ferriking fan 30,811‰ (PG-1 yn 'e δ13C-ôfbylding yn Fig. 3f) (S4-oanfolling).X-ray elemintêre nôtôfbyldings en hege resolúsje TEM-ôfbyldings litte allinich de koalstofkonsintraasje en de ôfstân tusken de basale fleantugen fan 0,3 nm sjen, wat oerienkomt mei grafyt.It is opmerklik dat de wearden fan δD (841 ± 394‰) en δ15N (169 ± 95‰), ferrike yn alifatyske organyske stof ferbûn mei grofkorrelige phyllosilicates, wat heger blike as it gemiddelde foar de hiele regio C (δ98 ± 522).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) yn C0068.25 (oanfoljende tabel 4).Dizze observaasje suggerearret dat de alifatyske rike organyske stoffen yn grofkorrelige phyllosilicaten primitiver wêze kinne as de omlizzende organyske stoffen, om't de lêste isotopyske útwikseling mei it omlizzende wetter yn it oarspronklike lichem ûndergien hawwe kinne.As alternatyf kinne dizze isotopyske feroaringen ek relatearre wurde oan it earste formaasjeproses.It wurdt ynterpretearre dat fynkorrelige layered silicates yn CI chondrites waarden foarme as gefolch fan trochgeande feroaring fan de oarspronklike grofkorrelige anhydrous silikaat klusters.Aliphatic-rike organyske stof kin hawwe foarme út foarrinner molekulen yn de protoplanetary skiif of interstellar medium foarôfgeand oan de foarming fan it sinnestelsel, en dan wie in bytsje feroare tidens de wetter feroarings fan de Ryugu (grutte) âlder lichem. De grutte (<1,0 km) fan Ryugu is te lyts om de ynterne waarmte genôch te behâlden foar wetterige feroaring om wetterige mineralen te foarmjen25. De grutte (<1,0 km) fan Ryugu is te lyts om genôch ynterne waarmte te behâlden foar wetterige feroaring om wetterige mineralen te foarmjen25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного измовизмов нералов25. Grutte (<1,0 km) Ryugu is te lyts om genôch ynterne waarmte te behâlden foar wetterferoaring om wettermineralen te foarmjen25. 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吀牴的尺寸 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吀牴的尺寸 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с обрахволанине 2. De grutte fan Ryugu (<1,0 km) is te lyts om ynterne waarmte te stypjen om wetter te feroarjen om wettermineralen te foarmjen25.Dêrom kinne Ryugu foargongers tsientallen kilometers yn grutte nedich wêze.Organyske stof ryk oan alifatyske ferbiningen kinne har oarspronklike isotopferhâldingen behâlde troch assosjaasje mei grofkorrelige phyllosilicates.De krekte aard fan 'e isotopyske swiere dragers bliuwt lykwols ûnwis troch it komplekse en delikate mingen fan' e ferskate komponinten yn dizze FIB-fraksjes.Dit kinne organyske stoffen wêze dy't ryk binne yn alifatyske ferbiningen yn Ryugu-korrels as grouwe phyllosilicaten om har hinne.Tink derom dat organyske stof yn hast alle koalstofholdige chondrites (ynklusyf CI chondrites) de neiging hat om riker te wêzen yn D dan yn phyllosilicates, mei útsûndering fan CM Paris 24, 26 meteoriten.
Plots fan folume δD en δ15N fan FIB slices krigen foar A0002.23 en A0002.26, A0037.22 en A0037.23 en C0068.23, C0068.25 en C0068.26 FIB slices (in totaal fan trije dielen fan A Ryuguar diel fan in trije oare diel fan in Ryuguar diel fan in oar diel fan in oare diel fan in Ryuguar diel fan sân) s fan it sinnestelsel wurdt werjûn yn fig.4 (oanfoljende tabel 4)27,28.Volume feroarings yn δD en δ15N yn 'e A0002, A0037, en C0068 profilen binne konsekwint mei dy yn' e IDP, mar heger as yn 'e CM en CI chondrites (fig. 4).Tink derom dat it berik fan δD-wearden foar komeet 29-monster (-240 oant 1655‰) grutter is as dat fan Ryugu.De folumes δD en δ15N fan 'e Ryukyu-profilen binne yn 'e regel lytser as it gemiddelde foar kometen fan 'e Jupiterfamylje en de Oortwolk (ôfb. 4).De legere δD-wearden fan 'e CI-chondriten kinne de ynfloed fan ierdske kontaminaasje yn dizze samples reflektearje.Sjoen de oerienkomsten tusken Bells, Lake Tagish, en IDP, kin de grutte heterogeniteit yn δD- en δN-wearden yn Ryugu-dieltsjes feroaringen reflektearje yn 'e earste isotopyske hantekeningen fan organyske en wetterige komposysjes yn it iere sinnestelsel.De ferlykbere isotopyske feroaringen yn δD en δN yn Ryugu- en IDP-dieltsjes suggerearje dat beide koe hawwe foarme út materiaal út deselde boarne.It wurdt leaud dat IDP's ûntsteane út komeetboarnen 14 .Dêrom, Ryugu kin befetsje komeet-lykas materiaal en / of op syn minst it bûtenste sinnestelsel.Dit kin lykwols dreger wêze as wy hjir stelle troch (1) it mingsel fan sferulitysk en D-ryk wetter op it âlderlichem 31 en (2) de D/H-ferhâlding fan 'e komeet as funksje fan komeetaktiviteit 32 .De redenen foar de waarnommen heterogeniteit fan wetterstof- en stikstofisotopen yn Ryugu-dieltsjes wurde lykwols net folslein begrepen, foar in part fanwege it beheinde oantal analyses dy't hjoed beskikber binne.De resultaten fan wetterstof- en stikstofisotoopsystemen ferheegje noch de mooglikheid dat Ryugu it measte materiaal fan bûten it sinnestelsel befettet en dus wat oerienkomst mei kometen sjen kin.It Ryugu-profyl toande gjin skynbere korrelaasje tusken δ13C en δ15N (oanfoljende tabel 4).
De totale H- en N-isotopyske gearstalling fan Ryugu-dieltsjes (reade sirkels: A0002, A0037; blauwe sirkels: C0068) korrelearret mei sinnegrutte 27, de Jupiter-gemiddelde famylje (JFC27), en Oort-wolkkometen (OCC27), IDP28, en koalstofige chondrules.Fergeliking fan meteoryt 27 (CI, CM, CR, C2-ung).De isotopyske gearstalling wurdt jûn yn oanfoljende tabel 4. De stippele linen binne de ierdske isotopwearden foar H en N.
It ferfier fan flechtich stoffen (bgl. organysk materiaal en wetter) nei de ierde bliuwt in soarch26,27,33.Submicron organyske stof assosjearre mei grof phyllosilicates yn Ryugu dieltsjes identifisearre yn dizze stúdzje kin in wichtige boarne fan flechtich stoffen.Organyske stof yn grofkorrelige phyllosilicaten is better beskerme tsjin degradaasje16,34 en ferfal35 dan organyske stof yn fynkorrelige matriksen.De swierdere isotopyske gearstalling fan wetterstof yn 'e dieltsjes betsjut dat se net wierskynlik de ienige boarne binne fan flechtige stoffen dy't nei de iere ierde droegen wurde.Se kinne wurde mingd mei komponinten mei in lichtere wetterstof isotopyske gearstalling, sa't koartlyn waard foarsteld yn de hypoteze fan de oanwêzigens fan sinne wyn oandreaune wetter yn silikaten.
Yn dizze stúdzje litte wy sjen dat CI-meteoriten, nettsjinsteande har geogemyske belang as fertsjintwurdigers fan 'e totale gearstalling fan it sinnestelsel, 6,10 ierdske fersmoarge samples binne.Wy jouwe ek direkte bewiis foar ynteraksjes tusken rike alifatyske organyske stof en oanbuorjende wetterige mineralen en suggerearje dat Ryugu ekstrasolar materiaal kin befetsje37.De resultaten fan dizze stúdzje litte dúdlik it belang fan direkte sampling fan protoasteroids en de needsaak om weromkommende samples te ferfieren ûnder folslein inerte en sterile omstannichheden.It hjir presintearre bewiis lit sjen dat Ryugu-dieltsjes sûnder mis ien fan 'e meast ûnbesmette materialen foar sinnestelsel binne beskikber foar laboratoariumûndersyk, en fierdere stúdzje fan dizze kostbere samples sil sûnder mis ús begryp fan iere sinnestelselprosessen útwreidzje.Ryugu-dieltsjes binne de bêste foarstelling fan 'e totale gearstalling fan it sinnestelsel.
Om de komplekse mikrostruktuer en gemyske eigenskippen fan submikronskaal-samples te bepalen, brûkten wy synchrotron-straling-basearre komputearre tomografy (SR-XCT) en SR X-ray diffraksje (XRD) -CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM-analyse.Gjin degradaasje, fersmoarging troch de atmosfear fan 'e ierde, en gjin skea troch moaie dieltsjes of meganyske samples.Yn 'e tuskentiid hawwe wy systematyske volumetryske analyse útfierd mei skennenelektronenmikroskopy (SEM) -EDS, EPMA, XRD, ynstrumintale neutronaktivaasjeanalyse (INAA), en lasersoerstofisotoopfluorinaasjeapparatuer.De assayprosedueres wurde werjûn yn oanfoljende figuer 3 en elke assay wurdt beskreaun yn 'e folgjende seksjes.
Partikels fan 'e asteroïde Ryugu waarden weromfûn út' e Hayabusa-2-reentry-module en levere oan it JAXA Control Center yn Sagamihara, Japan, sûnder de atmosfear fan 'e ierde te fersmoargjen4.Nei inisjele en net-destruktive karakterisearring op in JAXA-behearde foarsjenning, brûke sealbere konteners foar oerdracht tusken plakken en samplekapsule-tassen (saffierkristal en roestfrij stiel mei in diameter fan 10 of 15 mm, ôfhinklik fan stekproefgrutte) om miljeu-ynterferinsje te foarkommen.miljeu.y- en/of grûnfersmoargingen (bgl. wetterdamp, koalwetterstoffen, atmosfearyske gassen en fyn dieltsjes) en krúsfersmoarging tusken monsters by it tarieden fan monsters en ferfier tusken ynstituten en universiteiten38.Om degradaasje en fersmoarging te foarkommen fanwege ynteraksje mei de atmositaasje fan 'e ierde (wetterdespakken (ynklusyf epoxy) en snijde epoxie) útlein yn skjin droech ûnder skjin droge n2 (Dauwe oant -60 ° C, O2 ~ 50-100 P pm).Alle hjir brûkte items wurde skjinmakke mei in kombinaasje fan ultrasuver wetter en ethanol mei ultrasone weagen fan ferskate frekwinsjes.
Hjir studearje wy de National Polar Research Institute (NIPR) meteorytkolleksje fan it Antarctic Meteorite Research Center (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 en CY: Y 980115).
Foar oerdracht tusken ynstruminten foar SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS en TEM-analyze, brûkten wy de universele ultratinne stekproefhâlder beskreaun yn eardere stúdzjes38.
SR-XCT-analyze fan Ryugu-samples waard útfierd mei it BL20XU/SPring-8 yntegreare CT-systeem.It yntegreare CT-systeem bestiet út ferskate mjitmodi: breed sichtfjild en lege resolúsje (WL) modus om de hiele struktuer fan 'e stekproef te fangen, smel sichtfjild en hege resolúsje (NH) modus foar krekte mjitting fan samplegebiet.ynteresse en radiografyen om in diffraksjepatroan te krijen fan it folume fan 'e stekproef, en útfiere XRD-CT om in 2D-diagram te krijen fan' e horizontale plane mineralfazen yn 'e stekproef.Tink derom dat alle mjittingen kinne wurde útfierd sûnder it ynboude systeem te brûken om de stekproefhâlder fan 'e basis te ferwiderjen, wêrtroch krekte CT- en XRD-CT-mjittingen mooglik binne.De WL-modus röntgendetektor (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) wie foarsjoen fan in ekstra 4608 × 4608 piksel metaal-okside-semiconductor (CMOS) kamera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) mei in scintillator besteande út 10-dikte lutetium cluminum: 3 dik lutetium cluminum: 3 µ 2 c. relais lens.De pikselgrutte yn WL-modus is sawat 0.848 µm.Sa is it sichtfjild (FOV) yn WL-modus sawat 6 mm yn offset CT-modus.De NH-modus röntgendetektor (BM AA50; Hamamatsu Photonics) wie foarsjoen fan in 20 µm dikke gadolinium-aluminium-gallium granaat (Gd3Al2Ga3O12) scintillator, in CMOS-kamera (C11440-22CU) mei in resolúsje fan 2048 × 2048 piksels;Hamamatsu Photonics) en in ×20 lens.De pikselgrutte yn NH-modus is ~0.25 µm en it sichtfjild is ~0.5 mm.De detektor foar de XRD-modus (BM AA60; Hamamatsu Photonics) wie foarsjoen fan in scintillator besteande út in 50 µm dik P43 (Gd2O2S: Tb) poederskerm, in 2304 × 2304 piksel resolúsje CMOS-kamera (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics lens) en in fotonics lens.De detektor hat in effektive pikselgrutte fan 19.05 µm en in sichtfjild fan 43.9 mm2.Om de FOV te ferheegjen, hawwe wy in offset CT-proseduere tapast yn WL-modus.It trochstjoerde ljochtôfbylding foar CT-rekonstruksje bestiet út in ôfbylding yn it berik fan 180 ° oant 360 ° horizontaal reflektearre om de rotaasje-as, en in byld yn it berik fan 0 ° oant 180 °.
Yn XRD-modus wurdt de röntgenstraal rjochte troch in Fresnel-sôneplaat.Yn dizze modus wurdt de detektor 110 mm efter de stekproef pleatst en de beamstop is 3 mm foar de detektor.Diffraksjeôfbyldings yn it 2θ-berik fan 1.43 ° oant 18.00 ° (grating pitch d = 16.6–1.32 Å) waarden krigen mei it röntgenspot rjochte op 'e ûnderkant fan it sichtfjild fan' e detektor.It stekproef beweecht fertikaal mei regelmjittige yntervallen, mei in heale beurt foar elke fertikale scanstap.As de mineraaldieltsjes de Bragg-betingst befredigje as se troch 180 ° draaie, is it mooglik om diffraksje fan 'e mineraaldieltsjes yn it horizontale fleantúch te krijen.De diffraksjeôfbyldings waarden dan kombineare yn ien ôfbylding foar elke fertikale scanstap.De SR-XRD-CT-assay-betingsten binne hast itselde as dy foar de SR-XRD-assay.Yn XRD-CT-modus is de detektor 69 mm efter it stekproef pleatst.Diffraksjeôfbyldings yn it 2θ-berik fariearje fan 1,2 ° oant 17,68 ° (d = 19,73 oant 1,35 Å), wêrby't sawol de röntgenbeam as de beambeheiner yn oerienstimming binne mei it sintrum fan it sichtfjild fan 'e detektor.Scan it stekproef horizontaal en rotearje it probleem 180 °.De SR-XRD-CT-ôfbyldings waarden rekonstruearre mei peakmineraalintensiteiten as pikselwearden.Mei horizontale skennen wurdt it stekproef typysk skend yn 500-1000 stappen.
Foar alle eksperiminten waard de röntgenenerzjy fêststeld op 30 keV, om't dit de legere limyt is fan röntgenpenetraasje yn meteoriten mei in diameter fan sawat 6 mm.It oantal bylden krigen foar alle CT-mjittingen tidens 180 ° rotaasje wie 1800 (3600 foar it offset CT-programma), en de eksposysjetiid foar de ôfbyldings wie 100 ms foar WL-modus, 300 ms foar NH-modus, 500 ms foar XRD, en 50 ms.ms foar XRD-CT ms.Typyske sample scan tiid is sawat 10 minuten yn WL modus, 15 minuten yn NH modus, 3 oeren foar XRD, en 8 oeren foar SR-XRD-CT.
CT-ôfbyldings waarden rekonstruearre troch konvolúsjonele efterprojeksje en normalisearre foar in lineêre attenuaasjekoëffisjint fan 0 oant 80 cm-1.De Slice-software waard brûkt om de 3D-gegevens te analysearjen en de muXRD-software waard brûkt om de XRD-gegevens te analysearjen.
Epoksy-fêste Ryugu-dieltsjes (A0029, A0037, C0009, C0014 en C0068) waarden stadichoan gepolijst op it oerflak oant it nivo fan in 0.5 µm (3M) diamant lappende film ûnder droege omstannichheden, om te foarkommen dat it materiaal yn kontakt kaam mei it oerflak tidens it poetsproses.It gepolijst oerflak fan elke stekproef waard earst ûndersocht troch ljochtmikroskopie en dan efterôf ferspriede elektroanen om mineralogy- en tekstuerôfbyldings (BSE) fan 'e samples en kwalitative NIPR-eleminten te krijen mei in JEOL JSM-7100F SEM útrist mei in enerzjy dispersive spektrometer (AZtec).enerzjy) ôfbylding.Foar elke stekproef waard de ynhâld fan grutte en lytse eleminten analysearre mei in elektroanenprobe mikroanalyzer (EPMA, JEOL JXA-8200).Analysearje phyllosilicate en karbonaat dieltsjes by 5 nA, natuerlike en syntetyske noarmen by 15 keV, sulfiden, magnetyt, olivine, en pyroxene by 30 nA.Modale graden waarden berekkene út elemint kaarten en BSE bylden mei help fan ImageJ 1.53 software mei passende drompels willekeurich ynsteld foar elk mineraal.
Oxygen isotopen analyze waard útfierd oan de Open University (Milton Keynes, UK) mei help fan in ynfraread laser fluorination systeem.Hayabusa2-monsters waarden levere oan 'e Open University 38 yn stikstof-folle konteners foar oerdracht tusken foarsjenningen.
Sample laden waard útfierd yn in stikstof glove box mei in kontrolearre soerstof nivo ûnder 0,1%.Foar Hayabusa2 analytysk wurk waard in nije Ni-monsterhâlder makke, besteande út mar twa sample gatten (diameter 2,5 mm, djipte 5 mm), ien foar Hayabusa2 dieltsjes en de oare foar obsidian ynterne standert.Tidens analyse waard de stekproef mei it Hayabusa2-materiaal bedutsen mei in ynterne BaF2-finster sawat 1 mm dik en 3 mm yn diameter om it probleem te hâlden tidens de laserreaksje.De BrF5 stream nei it stekproef waard ûnderhâlden troch in gas mingen kanaal snije yn de Ni sample holder.De sample keamer waard ek opnij konfigurearre sadat it koe wurde fuorthelle út de fakuüm fluorination line en dan iepene yn in stikstof-folle glove box.De twa-dielige keamer waard fersegele mei in koperen pakking kompresje segel en in EVAC Quick Release CeFIX 38 kettingklem.In 3 mm dik BaF2-finster oan 'e boppekant fan' e keamer soarget foar simultane observaasje fan 'e stekproef en laserferwaarming.Nei it laden fan it probleem, klem de keamer opnij en ferbine opnij mei de fluorinearre line.Foarôfgeand oan analyse waard de samplekeamer oernacht ûnder fakuüm ferwaarme oant sawat 95 ° C om alle adsorbearre focht te ferwiderjen.Nei it ferwaarmjen fan 'e nacht, waard de keamer tastien om te koelen nei keamertemperatuer en dan waard it diel bleatsteld oan' e sfear tidens de oerdracht fan 'e samples mei trije aliquots fan BrF5 skjinmakke om focht te ferwiderjen.Dizze prosedueres soargje derfoar dat it Hayabusa 2-monster net bleatsteld wurdt oan 'e sfear en net fersmoarge wurdt troch focht fan it diel fan' e fluorinearre line dy't yn 'e sfear wurdt útlutsen by it laden fan' e sample.
Ryugu C0014-4 en Orgueil (CI) partikelmonsters waarden analysearre yn in wizige "single" modus42, wylst Y-82162 (CY) analyse waard útfierd op in inkele bak mei meardere sample wells41.Troch har wetterfrije gearstalling is it net nedich om ien metoade te brûken foar CY-chondriten.De samples waarden ferwaarme mei in Photon Machines Inc.. ynfraread CO2 laser.krêft fan 50 W (10.6 µm) monteard op 'e XYZ-portaal yn' e oanwêzigens fan BrF5.It ynboude fideosysteem kontrolearret de rin fan 'e reaksje.Nei fluorinaasje waard de befrijde O2 skrobe mei twa kryogene stikstoffallen en in ferwaarme bêd fan KBr om alle oerstallige fluor te ferwiderjen.De isotopyske gearstalling fan suvere soerstof waard analysearre op in Thermo Fisher MAT 253 dual-channel massaspektrometer mei in massaresolúsje fan sawat 200.
Yn guon gefallen wie de hoemannichte gasfoarmige O2 frijjûn tidens de reaksje fan 'e stekproef minder dan 140 µg, wat de ûngefear limyt is foar it brûken fan it balgapparaat op' e MAT 253 massaspektrometer.Brûk yn dizze gefallen mikrovolumes foar analyse.Nei it analysearjen fan 'e Hayabusa2-dieltsjes waard de obsidian ynterne standert fluorineare en de soerstofisotoop-komposysje waard bepaald.
Ioanen fan it NF+ NF3+-fragmint interferearje mei de beam mei massa 33 (16O17O).Om dit potensjele probleem te eliminearjen, wurde de measte samples ferwurke mei kryogene skiedingsprosedueres.Dit kin dien wurde yn 'e foarút rjochting foar de MAT 253-analyze of as in twadde analyse troch it analysearre gas werom te jaan nei de spesjale molekulêre sieve en it opnij troch te jaan nei de kryogene skieding.Kryogenyske skieding omfettet it leverjen fan gas oan in molekulêre sieve by floeibere stikstoftemperatuer en it dan yn in primêr molekulêre sieve te lossen by in temperatuer fan -130 °C.Wiidweidige testen hawwe sjen litten dat NF + bliuwt op 'e earste molekulêre sieve en gjin signifikante fraksjonearring foarkomt mei dizze metoade.
Op grûn fan werhelle analyzes fan ús ynterne obsidian-standerts is de algemiene krektens fan it systeem yn balgenmodus: ± 0.053‰ foar δ17O, ± 0.095‰ foar δ18O, ± 0.018‰ foar Δ17O (2 sd).Oxygen isotopen analyze wurdt jûn yn de standert delta notaasje, dêr't delta18O wurdt berekkene as:
Brûk ek de 17O/16O-ferhâlding foar δ17O.VSMOW is de ynternasjonale standert foar de Vienna Mean Sea Water Standard.Δ17O stiet foar de ôfwiking fan de ierde fractionation line, en de berekkening formule is: Δ17O = δ17O - 0,52 × δ18O.Alle gegevens presintearre yn oanfoljende tabel 3 binne gat-oanpast.
Seksjes sawat 150 oant 200 nm dik waarden ekstrahearre út Ryugu-dieltsjes mei in Hitachi High Tech SMI4050 FIB-ynstrumint by JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute.Tink derom dat alle FIB-seksjes waarden weromfûn út net-ferwurke fragminten fan net-ferwurke dieltsjes nei't se fuortsmiten binne fan N2-gasfolle skippen foar ynterobjektoerdracht.Dizze fragminten waarden net mjitten troch SR-CT, mar waarden ferwurke mei minimale bleatstelling oan 'e atmosfear fan' e ierde om potinsjele skea en fersmoarging te foarkommen dy't it spektrum fan 'e koalstof K-râne kinne beynfloedzje.Nei ôfsetting fan in wolfraam beskermjende laach, de regio fan belang (oant 25 × 25 μm2) waard knipt en tinne mei in Ga + ion beam op in accelerating spanning fan 30 kV, dan op 5 kV en in sonde stroom fan 40 pA te minimalisearje oerflak skea.De ultratinne seksjes waarden doe pleatst op in fergrutte koper gaas (Kochi mesh) 39 mei help fan in mikromanipulator útrist mei FIB.
Ryugu A0098 (1.6303mg) en C0068 (0.6483mg) pellets waarden twa kear fersegele yn suvere polyetyleenblêden mei hege suverens yn in suver stikstoffolle wantenkast op 'e SPring-8 sûnder ynteraksje mei de atmosfear fan' e ierde.Sample tarieding foar JB-1 (in geologyske referinsje rock útjûn troch de Geological Survey fan Japan) waard útfierd by Tokyo Metropolitan University.
INAA wurdt hâlden by it Ynstitút foar Yntegreare Straling en Nukleêre Wittenskippen, Kyoto University.De samples waarden twa kear bestraald mei ferskate bestralingssyklusen keazen neffens de heale-libben fan 'e nuclide brûkt foar elemint kwantifikaasje.Earst waard it probleem foar 30 sekonden bestraald yn in pneumatyske bestralingsbuis.Fluxen fan termyske en snelle neutroanen yn fig.3 binne respektivelik 4,6 × 1012 en 9,6 × 1011 cm-2 s-1 foar it bepalen fan de ynhâld fan Mg, Al, Ca, Ti, V en Mn.Chemicals lykas MgO (99,99% suverens, Soekawa Chemical), Al (99,9% suverens, Soekawa Chemical), en Si metaal (99,999% suverens, FUJIFILM Wako Pure Chemical) waarden ek bestraald om te korrigearjen foar ynterferearjende kearnreaksjes lykas (n, n).De stekproef waard ek bestraald mei natriumchloride (99,99% suverheid; MANAC) om te korrigearjen foar feroaringen yn neutroneflux.
Nei neutronbestraling waard it bûtenste polyetyleenblêd ferfongen troch in nij, en de gammastrieling dy't troch de stekproef en referinsje útstjoerd waard, waard fuortendaliks mjitten mei in Ge-detektor.Deselde samples waarden opnij bestraald foar 4 oeren yn in pneumatyske bestralingsbuis.2 hat thermyske en snelle neutronefluxen fan respektivelik 5,6 1012 en 1,2 1012 cm-2 s-1 foar it bepalen fan Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Ynhâld Se, Sb, Os, Ir en Au.Kontrôlemonsters fan Ga, As, Se, Sb, Os, Ir en Au waarden bestraald troch passende hoemannichten (fan 10 oant 50 μg) fan standertoplossingen fan bekende konsintraasjes fan dizze eleminten op twa stikken filterpapier te brûken, folge troch bestraling fan 'e samples.De gamma-ray-telling waard útfierd by it Institute of Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University en it RI Research Center, Tokyo Metropolitan University.Analytyske prosedueres en referinsjemateriaal foar de kwantitative bepaling fan INAA-eleminten binne itselde as dy beskreaun yn ús foarige wurk.
In röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab) waard brûkt om de diffraksjepatroanen te sammeljen fan Ryugu-monsters A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) en C0087 (<1 mg) by NIPR. In röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab) waard brûkt om de diffraksjepatroanen te sammeljen fan Ryugu-monsters A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) en C0087 (<1 mg) by NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг), A0037 мг, A0037 Cмг() NIPR. In X-ray diffractometer (Rigaku SmartLab) waard brûkt om diffraksje patroanen te sammeljen fan Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), en C0087 (<1 mg) samples 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) 爄倡〡。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) 爄倡〡。 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) en C0087 (<1 мг) Lab). Röntgendiffraksjepatroanen fan samples Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) en C0087 (<1 mg) waarden krigen by NIPR mei in röntgendiffraktometer (Rigaku SmartLab).Alle samples waarden grûn yn in fyn poeder op in silisium net-reflektive wafel mei in saffierglêzen plaat en dan ferspraat gelijkmatig op 'e silisium net-reflektive wafel sûnder flüssigens (wetter of alkohol).De mjittingsbetingsten binne as folget: Cu Kα röntgenstraling wurdt generearre by in buisspanning fan 40 kV en in buisstroom fan 40 mA, de beheinende sleatlingte is 10 mm, de diverginsjehoek is (1/6) °, de rotaasjesnelheid yn it fleantúch is 20 rpm, en it berik is 2θ (2) ° analyse oeren 2θ (2)00 oeren, en it berik is 2θ (2) ° analyse.Bragg Brentano-optika waarden brûkt.De detektor is in iendimensjonale silisium-halfgeleiderdetektor (D/teX Ultra 250).X-rays fan Cu Kβ waarden fuortsmiten mei in Ni-filter.Mei help fan beskikbere samples, mjittingen fan syntetyske magnesia saponite (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (leaf serpentine, Miyazu, Nikka) en pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) waarden fergelike te identifisearjen peaks en brûk poeder triem data diffraksje data Center foar doiff-10mit International Diffraction Data Center foar D0F-10 662) en magnetyt (PDF 00-019-0629).Diffraksjegegevens fan Ryugu waarden ek fergelike mei gegevens oer hydroaltered carbonaceous chondrites, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, en Y 980115 CY (heating stage III, 500-750 ° C).De fergeliking liet oerienkomsten sjen mei Orgueil, mar net mei Y-791198 en Y 980115.
NEXAFS-spektra mei koalstofrâne K fan ultratinne seksjes fan samples makke fan FIB waarden mjitten mei it STXM BL4U-kanaal by de UVSOR synchrotron-ynstallaasje by it Institute of Molecular Sciences (Okazaki, Japan).De spotgrutte fan in beam optysk rjochte mei in Fresnel-sôneplaat is sawat 50 nm.De enerzjystap is 0,1 eV foar de moaie struktuer fan it tichtby rânegebiet (283,6–292,0 eV) en 0,5 eV (280,0–283,5 eV en 292,5–300,0 eV) foar de regio's foar- en efterfronten.de tiid foar elke ôfbylding piksel waard ynsteld op 2 ms.Nei evakuaasje waard de STXM analytyske keamer fol mei helium by in druk fan sa'n 20 mbar.Dit helpt om de termyske drift fan 'e röntgenoptika-apparatuer yn' e keamer en samplehâlder te minimalisearjen, en ek om sample skea en / of oksidaasje te ferminderjen.NEXAFS K-edge koalstofspektra waarden generearre út opsteapele gegevens mei help fan aXis2000 software en proprietêre STXM gegevens ferwurkjen software.Tink derom dat de sample-oerdrachtkoffer en glovebox wurde brûkt om monsteroksidaasje en fersmoarging te foarkommen.
Nei STXM-NEXAFS-analyse waard de isotopyske gearstalling fan wetterstof, koalstof en stikstof fan Ryugu FIB-plakken analysearre mei isotoopôfbylding mei in JAMSTEC NanoSIMS 50L.In rjochte Cs+ primêre beam fan sawat 2 pA foar koalstof- en stikstofisotoopanalyse en sawat 13 pA foar wetterstofisotoopanalyse wurdt rasterisearre oer in gebiet fan sawat 24 × 24 µm2 oant 30 × 30 µm2 op it stekproef.Nei in 3-minuten foarspray by in relatyf sterke primêre beamstream, waard elke analyze begon nei stabilisaasje fan 'e sekundêre beamintensiteit.Foar de analyze fan koalstof- en stikstofisotopen waarden ôfbyldings fan 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– en 12C15N– tagelyk krigen mei sân elektroanenmultiplikatormultipleksdeteksje mei in massaresolúsje fan likernôch 9000, wat genôch is om alle relevante isotopyske ferbiningen te skieden.ynterferinsje (ie 12C1H op 13C en 13C14N op 12C15N).Foar de analyze fan wetterstofisotopen waarden 1H-, 2D- en 12C-ôfbyldings krigen mei in massaresolúsje fan likernôch 3000 mei meardere deteksje mei trije elektroanenmultiplikators.Elke analyze bestiet út 30 skansearre ôfbyldings fan itselde gebiet, mei ien ôfbylding besteande út 256 × 256 piksels foar koalstof- en stikstofisotoopanalyse en 128 × 128 piksels foar wetterstofisotoopanalyse.De fertragingstiid is 3000 µs per piksel foar analyse fan koalstof- en stikstofisotoop en 5000 µs per piksel foar analyse fan wetterstofisotoop.Wy hawwe brûkt 1-hydroxybenzotriazole hydrate as wetterstof, koalstof en stikstof isotoop noarmen te kalibrearjen ynstrumintale massa fractionation45.
Om de silisium-isotopyske komposysje fan presolêre grafyt te bepalen yn it FIB C0068-25-profyl, brûkten wy seis elektroanen multipliers mei in massa-resolúsje fan sawat 9000. De bylden besteane út 256 × 256 piksels mei in fertragingstiid fan 3000 µs per piksel.Wy kalibrearre in massa fractionation ynstrumint mei help fan silisium wafers as wetterstof, koalstof, en silisium isotopen noarmen.
Isotoopôfbyldings waarden ferwurke mei NASA's NanoSIMS45-ôfbyldingssoftware.De gegevens waarden korrizjearre foar elektroanen multiplier deade tiid (44 ns) en kwasi-simultane oankomst effekten.Ferskillende scan-ôfstimming foar elke ôfbylding om te korrigearjen foar ôfbyldingsdrift by oankeap.De definitive isotoopôfbylding wurdt makke troch it tafoegjen fan sekundêre ioanen fan elke ôfbylding foar elke scanpiksel.
Nei STXM-NEXAFS- en NanoSIMS-analyse waarden deselde FIB-seksjes ûndersocht mei in transmissieelektronenmikroskoop (JEOL JEM-ARM200F) by in fersnellende spanning fan 200 kV by Kochi, JAMSTEC.De mikrostruktuer waard waarnommen mei in helder fjild TEM en in hege hoeke skennen TEM yn in tsjuster fjild.Minerale fazen waarden identifisearre troch spot elektron diffraksje en lattice band imaging, en gemyske analyze waard útfierd troch EDS mei in 100 mm2 silisium drift detector en JEOL Analysis Station 4.30 software.Foar kwantitative analyze waard de karakteristike röntgenyntensiteit foar elk elemint mjitten yn 'e TEM-skennenmodus mei in fêste gegevensakwisysjetiid fan 30 s, in beam-scangebiet fan ~ 100 × 100 nm2, en in beamstream fan 50 pA.De ferhâlding (Si + Al) -Mg-Fe yn lagen silicates waard bepaald mei de eksperimintele koeffizient k, korrizjearre foar dikte, krigen fan in standert fan natuerlike pyropagarnet.
Alle ôfbyldings en analyzes brûkt yn dizze stúdzje binne beskikber op it JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Dit artikel jout de orizjinele gegevens.
Kitari, K. et al.Oerflakkomposysje fan asteroïde 162173 Ryugu as waarnommen troch it Hayabusa2 NIRS3-ynstrumint.Wittenskip 364, 272-275.
Kim, AJ Yamato-type carbonaceous chondrites (CY): analogen fan it Ryugu asteroïde oerflak?Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.De earste komposysjeanalyse fan Ryugu-samples waard útfierd mei in MicroOmega hyperspektrale mikroskoop.Nasjonale Astron.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Foarriedige analyze fan it Hyabusa2-monster kaam werom fan 'e C-type asteroïde Ryugu.Nasjonale Astron.6, 214–220 (2021).