Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við gera síðuna án stíla og JavaScript.
Rokgjarn og rík af lífrænum efnum, smástirni af C-gerð geta verið ein helsta uppspretta vatns á jörðinni.Sem stendur gefa kolefnisberandi kondrítar bestu hugmyndina um efnasamsetningu þeirra, en upplýsingar um loftsteina eru brenglaðar: aðeins varanlegustu tegundirnar lifa af því að komast inn í andrúmsloftið og hafa síðan samskipti við umhverfi jarðar.Hér kynnum við niðurstöður ítarlegrar rúmmáls- og örgreiningarrannsóknar á aðal Ryugu ögninni sem Hayabusa-2 geimfarið sendi til jarðar.Ryugu agnir sýna nána samsvörun við efnafræðilega óbrotna en vatnsbreytta CI (Iwuna-gerð) kondríta, sem eru mikið notaðar sem vísbending um heildarsamsetningu sólkerfisins.Þetta sýni sýnir flókið staðbundið samband milli ríkra alifatískra lífrænna efna og lagskiptra silíkata og gefur til kynna hámarkshitastig um 30 °C við vatnseyðingu.Við fundum gnægð af deuterium og diazonium í samræmi við uppruna utan sólar.Ryugu agnir eru ómengaðasta og óaðskiljanlegasta framandi efni sem nokkru sinni hefur verið rannsakað og passa best við heildarsamsetningu sólkerfisins.
Frá júní 2018 til nóvember 2019 framkvæmdi Hayabusa2 geimfar Japans Aerospace Exploration Agency (JAXA) víðtæka fjarkönnun á smástirni Ryugu.Gögn frá nærinnrauða litrófsmælinum (NIRS3) við Hayabusa-2 benda til þess að Ryugu gæti verið samsett úr efni sem líkist varma- og/eða höggmyndbreyttum kolefniskondrítum.Næsta samsvörun er CY kondrít (Yamato gerð) 2. Lágt albedo Ryugu má skýra með nærveru mikils fjölda kolefnisríkra þátta, auk kornastærðar, porosity og staðbundinna veðrunaráhrifa.Hayabusa-2 geimfarið lenti tvær og tók sýnishorn á Ryuga.Við fyrstu lendingu þann 21. febrúar 2019 fékkst yfirborðsefni sem var geymt í hólfi A í afturhylkinu og við seinni lendingu 11. júlí 2019 var efni safnað nálægt gervigígi sem myndaður var af litlum, færanlegum höggbúnaði.Þessi sýni eru geymd á deild C. Upphafleg óeyðandi lýsing á agnunum á stigi 1 í sérstökum, ómenguðum og hreinum köfnunarefnisfylltum hólfum á JAXA-stýrðum stöðvum benti til þess að Ryugu agnirnar væru líkastar CI4 kondrítum og sýndu „ýmsu magn af breytileika“3.Að því er virðist misvísandi flokkun Ryugu, svipað CY eða CI kondrítum, er aðeins hægt að leysa með nákvæmri samsætu-, frumefna- og steinefnagreiningu Ryugu-agna.Niðurstöðurnar sem kynntar eru hér gefa traustan grunn til að ákvarða hver þessara tveggja bráðabirgðaskýringa á heildarsamsetningu smástirnisins Ryugu er líklegast.
Átta Ryugu kögglar (u.þ.b. 60 mg samtals), fjórir úr stofu A og fjórir úr stofu C, voru settir í 2. áfanga til að stjórna Kochi teyminu.Meginmarkmið rannsóknarinnar er að skýra eðli, uppruna og þróunarsögu smástirnsins Ryugu og skrá líkindi og mismun með öðrum þekktum geimverum eins og kondrítum, rykögnum milli pláneta (IDP) og halastjörnur sem snúa aftur.Sýnum safnað með Stardust verkefni NASA.
Ítarleg steinefnafræðileg greining á fimm Ryugu kornum (A0029, A0037, C0009, C0014 og C0068) sýndi að þau eru aðallega samsett úr fín- og grófkornum fyllosilíkötum (~64–88 rúmmáls%; mynd 1a, b, aukamynd 1).og viðbótartafla 1).Grófkornuð fyllósílíkat koma fyrir sem fjöðruð fylling (allt að tugir míkron að stærð) í fínkorna, fyllósílíkatríku fylki (minna en nokkrar míkron að stærð).Lagskipt silíkat agnir eru serpentín-sapónít sambjóð (mynd 1c).(Si + Al)-Mg-Fe kortið sýnir einnig að magnlagskipt silíkatfylki hefur millisamsetningu á milli serpentíns og saponíts (mynd 2a, b).Fyllsílíkatgrunnið inniheldur karbónat steinefni (~2-21 rúmmál%), súlfíð steinefni (~2,4-5,5 rúmmál%) og magnetít (~3,6-6,8 rúmmál%).Ein agnanna sem skoðaðar voru í þessari rannsókn (C0009) innihélt lítið magn (~0,5 rúmmál%) af vatnsfríum silíkötum (ólívín og gjósku), sem gæti hjálpað til við að bera kennsl á upprunaefnið sem myndaði hráan Ryugu steininn5.Þetta vatnsfría silíkat er sjaldgæft í Ryugu kögglum og var aðeins jákvætt auðkennt í C0009 kögglum.Karbónöt eru til staðar í fylkinu sem brot (minna en nokkur hundruð míkron), aðallega dólómít, með litlu magni af kalsíumkarbónati og brinelli.Magnetít á sér stað sem einangraðar agnir, framboids, veggskjöldur eða kúlulaga efni.Súlfíð eru aðallega táknuð með pýrrhotite í formi óreglulegra sexhyrndra prisma/plötur eða rimla.Fylkið inniheldur mikið magn af submicron pentlandite eða í samsetningu með pýrrhotite. Kolefnisríkir fasar (<10 µm að stærð) koma alls staðar fyrir í fyllosilíkatríku fylkinu. Kolefnisríkir fasar (<10 µm að stærð) koma alls staðar fyrir í fyllosilíkatríku fylkinu. Богатые углеродом фазы (útgáfa <10 mkm) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Kolefnisríkir fasar (<10 µm að stærð) koma alls staðar fyrir í fyllosilíkatríku fylkinu.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 (fjöldi <10 mkm) преобладают в богатой филлосиликатами матрице. Kolefnisríkir fasar (<10 µm að stærð) eru ríkjandi í fyllosilíkatríku fylkinu.Önnur viðbótarsteinefni eru sýnd í viðbótartöflu 1. Listinn yfir steinefni sem ákvarðaður er út frá röntgengeislunarmynstri C0087 og A0029 og A0037 blöndunnar er mjög í samræmi við það sem ákvarðað er í CI (Orgueil) kondrítinu, en er mjög frábrugðið CY og CM (Migrithei tegundinni (Supplementary tegund) chondrite2 gögnum.Heildarþáttainnihald Ryugu korna (A0098, C0068) er einnig í samræmi við kondrít 6 CI (útvíkkuð gögn, mynd 2 og viðbótartafla 2).Aftur á móti eru CM kondrítar tæmdar í miðlungs og mjög rokgjörnum frumefnum, sérstaklega Mn og Zn, og hærra í eldföstum frumefnum7.Styrkur sumra frumefna er mjög mismunandi, sem getur verið endurspeglun á eðlislægri misleitni sýnisins vegna smæðar einstakra agna og sýnatökuskekkjunnar sem af því leiðir.Öll bergfræðileg, steinefnafræðileg og frumeinkenni benda til þess að Ryugu korn séu mjög lík kondrítum CI8,9,10.Athyglisverð undantekning er skortur á ferríhýdríti og súlfati í Ryugu korni, sem bendir til þess að þessi steinefni í CI kondrítum hafi verið mynduð við veðrun á landi.
a, Samsett röntgenmynd af Mg Kα (rautt), Ca Kα (grænt), Fe Kα (blát) og S Kα (gult) þurrfágað hluta C0068.Hluturinn samanstendur af lagskipt silíköt (rauð: ~88 rúmmál%), karbónöt (dólómít; ljósgræn: ~1,6 rúmmál%), magnetít (blátt: ~5,3 rúmmál%) og súlfíð (gult: súlfíð = ~2,5% rúmmál ritgerð. b, mynd af útlínusvæðinu í bakdreifðum rafeindum á a. Brú – ísúlfíð; er segulsúlfíð; – sápsteinn; Srp – serpentine c, háupplausnar rafeindasmásjármynd (TEM) af dæmigerðum saponít-serpentín samvexti sem sýnir serpentín og saponít grindarbönd 0,7 nm og 1,1 nm, í sömu röð.
Samsetning fylkisins og lagskiptu silíkatsins (í %) Ryugu A0037 (rauðra hringa) og C0068 (fastra bláa hringi) agnanna er sýnd í (Si+Al)-Mg-Fe þrískiptu kerfinu.a, Electron Probe Microanalysis (EPMA) niðurstöður teiknaðar á móti CI kondrítum (Ivuna, Orgueil, Alais)16 sýndar með gráu til samanburðar.b, Skanna TEM (STEM) og orkudreifandi röntgengeislagreining (EDS) sýnd til samanburðar við Orgueil9 og Murchison46 loftsteina og vökvaða IDP47.Fínkornuð og grófkornuð fyllosilíkat voru greind og forðast litlar agnir af járnsúlfíði.Punktalínurnar í a og b sýna upplausnarlínur saponíts og serpentíns.Járnríka samsetningin í a getur verið vegna undirmíkróna járnsúlfíðkorna í lagskiptu silíkatkornunum, sem ekki er hægt að útiloka með staðbundinni upplausn EPMA greiningarinnar.Gagnapunktar með hærra Si-innihald en sapónítið í b geta stafað af tilvist myndlauss kísilríks efnis í nanóstærð í holum fyllosilíkatlagsins.Fjöldi greininga: N=69 fyrir A0037, N=68 fyrir EPMA, N=68 fyrir C0068, N=19 fyrir A0037 og N=27 fyrir C0068 fyrir STEM-EDS.c, samsætukort af tríoxýögnum Ryugu C0014-4 borið saman við kondrítgildi CI (Orgueil), CY (Y-82162) og bókmenntagögn (CM og C2-ung)41,48,49.Við höfum aflað gagna fyrir Orgueil og Y-82162 loftsteinana.CCAM er lína af vatnsfríum kolefnisríkum kondrít steinefnum, TFL er landaskil.d, Δ17O og δ18O kort af Ryugu ögnum C0014-4, CI kondríti (Orgueil) og CY kondríti (Y-82162) (þessi rannsókn).Δ17O_Ryugu: Gildi Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Meðaltal Δ17O gildi fyrir Orgueil.Δ17O_Y-82162: Meðalgildi Δ17O fyrir Y-82162.CI og CY gögn úr bókmenntum 41, 48, 49 eru einnig sýnd til samanburðar.
Massa samsætugreining súrefnis var gerð á 1,83 mg sýni af efni sem dregið var úr kornóttu C0014 með laserflúorun (Aðferðir).Til samanburðar tókum við sjö eintök af Orgueil (CI) (heildarmassi = 8,96 mg) og sjö afrit af Y-82162 (CY) (heildarmassi = 5,11 mg) (viðbótartafla 3).
Á mynd.2d sýnir skýran aðskilnað Δ17O og δ18O milli þyngdarmeðalagna Orgueil og Ryugu samanborið við Y-82162.Δ17O Ryugu C0014-4 ögnarinnar er hærra en Orgeil ögnarinnar, þrátt fyrir skörun við 2 sd.Ryugu agnir hafa hærra Δ17O gildi samanborið við Orgeil, sem gæti endurspeglað landmengun þess síðarnefnda frá því að það féll árið 1864. Veðrun í jarðnesku umhverfi11 leiðir endilega til innlimunar súrefnis í andrúmsloftinu, sem færir heildargreininguna nær landbrotslínunni (TFL).Þessi niðurstaða er í samræmi við steinefnafræðileg gögn (sem rætt var um áðan) að Ryugu korn innihalda ekki hýdrat eða súlföt á meðan Orgeil gerir það.
Byggt á ofangreindum steinefnafræðilegum gögnum styðja þessar niðurstöður tengsl milli Ryugu korns og CI kondríta, en útiloka tengsl CY kondríta.Sú staðreynd að Ryugu korn eru ekki tengd CY kondrítum, sem sýna skýr merki um ofþornun steinefnafræði, er ráðgáta.Athuganir á svigrúmi Ryugu virðast benda til þess að hann hafi orðið fyrir ofþornun og sé því líklega samsettur úr CY efni.Ástæðurnar fyrir þessum augljósa mun eru enn óljósar.Súrefnissamsætugreining á öðrum Ryugu-ögnum er sett fram í fylgiriti 12. Hins vegar eru niðurstöður þessa auknu gagnasafns einnig í samræmi við tengsl Ryugu-agna og CI-kondríta.
Með því að nota samræmda örgreiningartækni (aukamynd 3) skoðuðum við staðbundna dreifingu lífræns kolefnis yfir allt yfirborð fókusjóna geislahlutans (FIB) C0068.25 (myndir 3a–f).Fíngerð röntgen frásogsróf kolefnis (NEXAFS) við nærbrún í kafla C0068.25 sem sýnir nokkra virka hópa – arómatískar eða C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) og C( =O)O (288.8 eV er ekki til staðar við 288.8 eV) 3a), sem þýðir lítið hitauppstreymi.Sterkur CH toppur (287,5 eV) lífrænna hluta C0068.25 er frábrugðinn óleysanlegu lífrænu efni kolefniskondríta sem áður hafa verið rannsakað og er líkari IDP14 og halastjörnuagnum sem fengust með Stardust leiðangrinum.Sterkur CH toppur við 287,5 eV og mjög veikur arómatískur eða C=C toppur við 285,2 eV benda til þess að lífræn efnasambönd séu rík af alifatískum efnasamböndum (mynd 3a og viðbótarmynd 3a).Svæði sem eru rík af alifatískum lífrænum efnasamböndum eru staðbundin í grófkornuðum fyllosilíkötum, sem og á svæðum með lélega arómatíska (eða C=C) kolefnisbyggingu (Mynd 3c,d).Aftur á móti sýndi A0037,22 (aukamynd 3) að hluta til lægra innihald alífatískra kolefnisríkra svæða.Undirliggjandi steinefnafræði þessara korna er rík af karbónötum, líkt og kondrít CI 16, sem bendir til mikillar breytinga á upprunavatni (aukatafla 1).Oxunaraðstæður munu stuðla að hærri styrk karbónýls og karboxýls virkra hópa í lífrænum efnasamböndum sem tengjast karbónötum.Submicron dreifing lífrænna efna með alifatískum kolefnisbyggingum getur verið mjög frábrugðin dreifingu grófkorna lagskiptra silíkata.Vísbendingar um alifatísk lífræn efnasambönd tengd fyllosilíkat-OH fundust í loftsteini Tagish Lake.Samræmd smágreiningargögn benda til þess að lífrænt efni, ríkt af alifatískum efnasamböndum, geti verið útbreitt í smástirnum af C-gerð og nátengt fyllosilíkötum.Þessi niðurstaða er í samræmi við fyrri skýrslur um alifatískar/arómatískar CHs í Ryugu ögnum sem sýndar voru með MicroOmega, nær-innrauðri ofurlitrófssmásjá.Mikilvæg og óleyst spurning er hvort einstakir eiginleikar alífatískra kolefnisríkra lífrænna efnasambanda sem tengjast grófkornuðum fyllosilíkötum sem kom fram í þessari rannsókn finnast aðeins á smástirninu Ryugu.
a, NEXAFS kolefnisróf staðlað í 292 eV á arómatíska (C=C) ríka svæðinu (rautt), á alifatíska ríka svæðinu (grænt) og í fylkinu (bláu).Gráa línan er Murchison 13 óleysanlega lífræna litrófið til samanburðar.au, gerðardómseining.b, STXM litrófsmynd af K-brún kolefnis sem sýnir að hlutinn einkennist af kolefni.c, RGB samsettur söguþráður með arómatískum (C=C) ríkum svæðum (rautt), alifatískum ríkum svæðum (grænt) og fylki (blátt).d, lífræn efni rík af alifatískum efnasamböndum eru einbeitt í grófkornuðu fyllosilíkat, svæðið er stækkað frá hvítu doppóttu kössunum í b og c.e, stórar nanókúlur (ng-1) á svæðinu sem stækkað er frá hvíta punktaboxinu í b og c.Fyrir: pýrrhotite.Pn: nikkel-krómít.f, Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS), Vetni (1H), Carbon (12C) og Nitrogen (12C14N) frumefnismyndir, 12C/1H frumefnishlutfallsmyndir og kross δD, δ13C og δ15N samsætumyndir – Hluti PG-1grafít með öfgaauðgandi sólarefni (sólargrænni 4C).
Hreyfifræðilegar rannsóknir á niðurbroti lífrænna efna í Murchison loftsteinum geta veitt mikilvægar upplýsingar um misleita dreifingu alífatískra lífrænna efna sem eru rík af Ryugu korni.Þessi rannsókn sýnir að alifatísk CH-tengi í lífrænum efnum haldast upp að hámarkshitastigi upp á um 30°C við foreldri og/eða breytast með tíma-hitatengslum (td 200 ár við 100°C og 0°C 100 milljón ár)..Ef forefnin er ekki hituð við tiltekið hitastig í meira en ákveðinn tíma getur verið að upprunaleg dreifing alífatískra lífrænna efna sem eru rík af fyllosilíkati varðveitist.Hins vegar geta breytingar á bergvatnsupptökum torveldað þessa túlkun, þar sem karbónatríkt A0037 sýnir engin kolefnisrík alifatísk svæði sem tengjast fyllosilíkötum.Þessi lághitabreyting samsvarar í grófum dráttum tilvist feldspars í Ryugu-kornum (viðbótartafla 1) 20.
Brot C0068.25 (ng-1; myndir 3a–c,e) inniheldur stóra nanóhvolf sem sýnir mjög arómatískt (eða C=C), miðlungs alifatískt og veikt litróf C(=O)O og C=O..Undirskrift alifatísks kolefnis passar ekki við undirskrift óleysanlegra lífrænna efna í lausu og lífrænna nanóhvolfa sem tengjast kondrítum (mynd 3a) 17,21.Raman- og innrauð litrófsgreining á nanókúlum í Tagish-vatni sýndi að þær samanstanda af alifatískum og oxuðum lífrænum efnasamböndum og röskuðum fjölhringlaga arómatískum lífrænum efnasamböndum með flókna uppbyggingu22,23.Vegna þess að fylkið í kring inniheldur lífræn efni sem eru rík af alifatískum efnasamböndum, getur auðkenni alifatísks kolefnis í ng-1 verið greiningargripur.Athyglisvert er að ng-1 inniheldur innfelld myndlaus silíköt (mynd 3e), áferð sem ekki hefur enn verið greint frá fyrir lífræn efni utan jarðar.Myndlaus silíköt geta verið náttúrulegir þættir ng-1 eða stafað af formleysi á vatns-/vatnsfríum silíkötum með jónum og/eða rafeindageisla meðan á greiningu stendur.
NanoSIMS jónamyndir af C0068.25 hlutanum (Mynd 3f) sýna samræmdar breytingar á δ13C og δ15N, nema fyrir sólarkorn með stórri 13C auðgun upp á 30.811‰ (PG-1 í δ13C myndinni á mynd 3f) (S4 viðbót).Röntgenmyndir af grunnkorni og háupplausnar TEM myndir sýna aðeins kolefnisstyrkinn og fjarlægðina milli grunnplana 0,3 nm, sem samsvarar grafíti.Það er athyglisvert að gildin δD (841 ± 394‰) og δ15N (169 ± 95‰), auðguð í alifatískum lífrænum efnum sem tengjast grófkornuðum fyllosilíkötum, reynast aðeins hærri en meðaltalið fyrir allt svæðið C (δ98‰ ± 522 ‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) í C0068.25 (viðbótartafla 4).Þessi athugun bendir til þess að alifatísk rík lífræn efni í grófkornuðum fyllosilíkötum geti verið frumstæðari en lífrænu efnin í kring, þar sem hið síðarnefnda gæti hafa gengist undir samsætuskipti við nærliggjandi vatn í upprunalega líkamanum.Að öðrum kosti geta þessar samsætubreytingar einnig tengst upphaflegu myndunarferlinu.Það er túlkað að fínkornuð lagskipt silíköt í CI kondrítum hafi myndast sem afleiðing af stöðugri breytingu á upprunalegu grófkorna vatnsfríu silíkatþyrpingunum.Alífatíkríkt lífrænt efni gæti hafa myndast úr forverasameindum í frumreikistjörnunni eða millistjörnumiðlinum fyrir myndun sólkerfisins og síðan breytt lítillega við vatnsbreytingar í Ryugu (stóra) móðurlíkamanum. Stærð (<1,0 km) Ryugu er of lítil til að viðhalda innri hita nægjanlega til að vatnsbreytingar geti myndað vatnslaus steinefni25. Stærð (<1,0 km) Ryugu er of lítil til að viðhalda nægilega innri hita til að vatnsbreytingar myndu vatnslaus steinefni25. Размер (<1,0 km) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного измовизмов нералов25. Stærð (<1,0 km) Ryugu er of lítill til að viðhalda nægjanlegum innri hita til að vatnsskipti geti myndað vatnssteinefni25. 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吀牴25。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло fyrir изменения воды с образованимин 2. Stærð Ryugu (<1,0 km) er of lítil til að standa undir innri hita til að breyta vatni til að mynda vatnssteinefni25.Þess vegna gæti verið þörf á forverum Ryugu sem eru tugir kílómetra að stærð.Lífræn efni sem eru rík af alifatískum efnasamböndum geta haldið upprunalegu samsætuhlutföllum sínum vegna tengsla við grófkornuð fyllosilíköt.Hins vegar er nákvæmlega eðli samsætuþungu burðanna enn óviss vegna flókinnar og viðkvæmrar blöndunar hinna ýmsu efnisþátta í þessum FIB brotum.Þetta geta verið lífræn efni rík af alifatískum efnasamböndum í Ryugu kyrnum eða gróf fyllosilíkat sem umlykur þau.Athugið að lífræn efni í næstum öllum kolefniskondrítum (þar á meðal CI-kondrítum) hafa tilhneigingu til að vera ríkara af D en í fyllosilíkötum, að undanskildum CM Paris 24, 26 loftsteinum.
Lóðir af rúmmáli δD og δ15N af FIB sneiðum sem fengnar voru fyrir A0002.23 og A0002.26, A0037.22 og A0037.23 og C0068.23, C0068.25 og C0068.26 FIB sneiðar (samtals af sjö FIB sneiðum úr A Ryuguar hluta af sjö öðrum hlutum) s sólkerfisins er sýnt á mynd.4 (aukatafla 4)27,28.Rúmmálsbreytingar á δD og δ15N í A0002, A0037 og C0068 sniðunum eru í samræmi við þær í IDP, en hærri en í CM og CI kondrítum (mynd 4).Athugaðu að svið δD gildi fyrir halastjörnu 29 sýni (-240 til 1655‰) er stærra en Ryugu.Rúmmál δD og δ15N í Ryukyu sniðunum eru að jafnaði minni en meðaltal fyrir halastjörnur Júpítersættarinnar og Oortsskýsins (mynd 4).Lægri δD gildi CI kondríta geta endurspeglað áhrif landmengunar í þessum sýnum.Miðað við líkindin milli Bells, Lake Tagish og IDP, getur stór misleitni í δD og δN gildum í Ryugu ögnum endurspeglað breytingar á upphaflegum samsætumerkjum lífrænna og vatnskenndra samsetninga í snemma sólkerfinu.Svipaðar samsætubreytingar á δD og δN í Ryugu og IDP ögnum benda til þess að báðar gætu hafa myndast úr efni frá sömu uppruna.Talið er að IDP komi frá halastjörnuuppsprettum 14 .Þess vegna getur Ryugu innihaldið halastjörnulíkt efni og/eða að minnsta kosti ytra sólkerfið.Hins vegar getur þetta verið erfiðara en við tökum fram hér vegna (1) blöndunnar af kúlu- og D-ríku vatni á móðurlíkamanum 31 og (2) D/H hlutfall halastjörnunnar sem fall af virkni halastjörnunnar 32 .Hins vegar eru ástæðurnar fyrir misleitni vetnis- og köfnunarefnissamsæta í Ryugu-ögnum ekki að fullu skilin, að hluta til vegna takmarkaðs fjölda greininga sem til eru í dag.Niðurstöður vetnis- og köfnunarefnissamsætukerfa vekja enn þann möguleika að Ryugu innihaldi megnið af efninu utan sólkerfisins og gæti því sýnt nokkur líkindi við halastjörnur.Ryugu sniðið sýndi enga sýnilega fylgni á milli δ13C og δ15N (viðbótartafla 4).
Heildarsamsetning H og N samsætu Ryugu agna (rauðir hringir: A0002, A0037; bláir hringir: C0068) er í samræmi við sólarstærð 27, Júpíter meðalfjölskyldu (JFC27) og Oort skýjahalastjarna (OCC27), IDP28 og kolefniskonur.Samanburður á loftsteini 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Samsætusamsetningin er gefin upp í viðbótartöflu 4. Punktalínurnar eru samsætugildin á jörðu niðri fyrir H og N.
Flutningur rokgjarnra efna (td lífrænna efna og vatns) til jarðar er enn áhyggjuefni26,27,33.Lífrænt undir míkróna efni sem tengist grófum fyllosilíkötum í Ryugu ögnum sem greint er frá í þessari rannsókn getur verið mikilvæg uppspretta rokgjarnra efna.Lífræn efni í grófkornuðum fyllosilíkötum eru betur varin fyrir niðurbroti16,34 og rotnun35 en lífræn efni í fínkornafylki.Þyngri samsætusamsetning vetnis í agnunum þýðir að ólíklegt er að þær séu eina uppspretta rokgjarnra efna sem flutt eru til jarðar snemma.Hægt er að blanda þeim saman við efnisþætti með léttari vetnissamsætusamsetningu, eins og nýlega var lagt til í tilgátunni um tilvist sólvindknúins vatns í silíkötum.
Í þessari rannsókn sýnum við að CI loftsteinar, þrátt fyrir jarðefnafræðilegt mikilvægi þeirra sem fulltrúar heildarsamsetningar sólkerfisins, eru 6,10 menguð sýni úr landi.Við leggjum einnig fram beinar vísbendingar um víxlverkun á milli ríkra alifatískra lífrænna efna og nærliggjandi vatnslausra steinefna og bendir til þess að Ryugu geti innihaldið efni utan sólar37.Niðurstöður þessarar rannsóknar sýna greinilega mikilvægi þess að taka beinar sýnatökur úr frumasterum og nauðsyn þess að flytja skilað sýni við algjörlega óvirkar og dauðhreinsaðar aðstæður.Sönnunargögnin sem kynnt eru hér sýna að Ryugu agnir eru án efa eitt ómengaðasta sólkerfisefnið sem völ er á til rannsóknarstofurannsókna og frekari rannsókn á þessum dýrmætu sýnum mun án efa auka skilning okkar á ferlum sólkerfisins snemma.Ryugu agnir eru besta framsetningin á heildarsamsetningu sólkerfisins.
Til að ákvarða flókna örbyggingu og efnafræðilega eiginleika sýna í undirmíkróna mælikvarða notuðum við tölvusneiðmynd sem byggir á samstillingu geislun (SR-XCT) og SR X-ray diffraction (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM greiningu.Engin niðurbrot, mengun af völdum lofthjúps jarðar og engin skemmdir frá fíngerðum ögnum eða vélrænum sýnum.Í millitíðinni höfum við framkvæmt kerfisbundna rúmmálsgreiningu með skönnun rafeindasmásjár (SEM)-EDS, EPMA, XRD, instrumental nifteindavirkjunargreiningu (INAA) og leysir súrefnissamsætu flúorunarbúnaði.Greiningaraðferðirnar eru sýndar á viðbótarmynd 3 og hverri greiningu er lýst í eftirfarandi köflum.
Agnir úr smástirninu Ryugu voru endurheimtar úr Hayabusa-2 endurkomueiningunni og sendar til JAXA stjórnstöðvarinnar í Sagamihara, Japan, án þess að menga lofthjúp jarðar4.Eftir upphaflega og óeyðandi einkenni á JAXA-stýrðri aðstöðu skaltu nota innsiganlega millifærsluílát og sýnishornshylkipoka (10 eða 15 mm þvermál safírkristall og ryðfrítt stál, allt eftir sýnisstærð) til að forðast truflun á umhverfinu.umhverfi.y og/eða aðskotaefni í jörðu (td vatnsgufa, kolvetni, lofttegundir í andrúmsloftinu og fínar agnir) og krossmengun milli sýna við undirbúning sýna og flutning milli stofnana og háskóla38.To avoid degradation and pollution due to interaction with the earth's atmosphere (water vapor and oxygen), all types of sample preparation (including chipping with a tantalum chisel, using a balanced diamond wire saw (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) and cutting epoxy) preparation for installation) were carried out in glovebox under clean dry N2 (dew point: -80 to -60 °C, O2 ~50-100 ppm).Allir hlutir sem notaðir eru hér eru hreinsaðir með blöndu af ofurhreinu vatni og etanóli með því að nota úthljóðsbylgjur af mismunandi tíðni.
Hér rannsakar við National Polar Research Institute (NIPR) loftsteinasöfnun Suðurskautsloftsteinarannsóknarmiðstöðvarinnar (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 og CY: Y 980115).
Til að flytja á milli tækja fyrir SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS og TEM greiningu, notuðum við alhliða ofurþunnu sýnishaldarann ​​sem lýst er í fyrri rannsóknum38.
SR-XCT greining á Ryugu sýnum var gerð með BL20XU/SPring-8 samþætta CT kerfi.Samþætta CT kerfið samanstendur af ýmsum mæliaðferðum: breitt sjónsvið og lágupplausn (WL) ham til að fanga alla uppbyggingu sýnisins, þröngt sjónsvið og hár upplausn (NH) ham fyrir nákvæma mælingu á sýnissvæði.vexti og röntgenmyndir til að fá sveiflumynstur á rúmmáli sýnisins, og framkvæma XRD-CT til að fá tvívíddar skýringarmynd af steinefnafösum lárétta plansins í sýninu.Athugið að hægt er að framkvæma allar mælingar án þess að nota innbyggða kerfið til að fjarlægja sýnishornið úr botninum, sem gerir ráð fyrir nákvæmum CT- og XRD-CT-mælingum.WL-ham röntgenskynjari (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) var búinn 4608 × 4608 pixla málm-oxíð-hálfleiðara (CMOS) myndavél (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) til viðbótar með gljáa sem samanstendur af 10 þykkt lútetíum áli: 3 þykkt lútetíum: 5 µstal og 5 µstal. gengi linsu.Dílastærðin í WL ham er um 0,848 µm.Þannig er sjónsviðið (FOV) í WL ham um það bil 6 mm í offset CT ham.Röntgenskynjarinn með NH-stillingu (BM AA50; Hamamatsu Photonics) var búinn 20 µm þykkum gadolinium-ál-gallíum granat (Gd3Al2Ga3O12) gljáa, CMOS myndavél (C11440-22CU) með upplausn 2048 × 2048 pixla;Hamamatsu Photonics) og ×20 linsu.Dílastærðin í NH stillingu er ~0,25 µm og sjónsviðið er ~0,5 mm.Skynjarinn fyrir XRD-stillinguna (BM AA60; Hamamatsu Photonics) var útbúinn með scintillator sem samanstóð af 50 µm þykkum P43 (Gd2O2S:Tb) duftskjá, 2304 × 2304 pixla upplausn CMOS myndavél (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics linsu).Skynjarinn hefur áhrifaríka pixlastærð upp á 19,05 µm og sjónsvið 43,9 mm2.Til að auka FOV beittum við offset CT aðferð í WL ham.Senda ljósmyndin fyrir CT endurgerð samanstendur af mynd á bilinu 180° til 360° sem endurspeglast lárétt um snúningsásinn og mynd á bilinu 0° til 180°.
Í XRD ham er röntgengeislinn fókusaður af Fresnel svæðisplötu.Í þessari stillingu er skynjarinn settur 110 mm fyrir aftan sýnið og geislastoppið er 3 mm á undan skynjaranum.Diffraktionsmyndir á bilinu 2θ frá 1,43° til 18,00° (ristphæð d = 16,6–1,32 Å) voru fengnar með röntgenblettinum fókusaðan neðst á sjónsviði skynjarans.Sýnið hreyfist lóðrétt með reglulegu millibili, með hálfum snúningi fyrir hvert lóðrétt skannaskref.Ef steinefnaagnirnar uppfylla Bragg skilyrðið þegar þær eru snúnar um 180°, er hægt að fá útbrot steinefnaagnanna í láréttu plani.Diffraction myndirnar voru síðan sameinaðar í eina mynd fyrir hvert lóðrétt skannaskref.SR-XRD-CT prófunarskilyrðin eru næstum þau sömu og fyrir SR-XRD prófið.Í XRD-CT ham er skynjarinn staðsettur 69 mm fyrir aftan sýnið.Dreifingarmyndir á bilinu 2θ eru á bilinu 1,2° til 17,68° (d = 19,73 til 1,35 Å), þar sem bæði röntgengeislinn og geislatakmarkari eru í takt við miðju sjónsviðs skynjarans.Skannaðu sýnið lárétt og snúðu sýninu 180°.SR-XRD-CT myndirnar voru endurgerðar með hámarksstyrkleika steinefna sem pixlagildi.Með láréttri skönnun er sýnishornið venjulega skannað í 500–1000 skrefum.
Fyrir allar tilraunir var röntgengeislaorkan fest við 30 keV, þar sem þetta eru neðri mörk röntgengeislunar í loftsteina með um 6 mm þvermál.Fjöldi mynda sem teknar voru fyrir allar CT mælingar við 180° snúning var 1800 (3600 fyrir offset CT forritið), og lýsingartími myndanna var 100 ms fyrir WL stillingu, 300 ms fyrir NH stillingu, 500 ms fyrir XRD og 50 ms .ms fyrir XRD-CT ms.Dæmigert sýnatökutími er um 10 mínútur í WL ham, 15 mínútur í NH ham, 3 klukkustundir fyrir XRD og 8 klukkustundir fyrir SR-XRD-CT.
Tölvusneiðmyndir voru endurgerðar með snúningsbakvörpun og staðlaðar fyrir línulegan deyfingarstuðul frá 0 til 80 cm-1.Slice hugbúnaðurinn var notaður til að greina 3D gögnin og muXRD hugbúnaðurinn var notaður til að greina XRD gögnin.
Epoxý-fastar Ryugu agnir (A0029, A0037, C0009, C0014 og C0068) voru smám saman slípaðar á yfirborðið upp að stigi 0,5 µm (3M) demantshúðunarfilmu við þurrar aðstæður, til að forðast að efnið kæmist í snertingu við yfirborðið meðan á fægiferlinu stóð.Slípað yfirborð hvers sýnis var fyrst skoðað með ljóssmásjá og síðan dreifðum rafeindum til að fá steinefnafræði og áferðarmyndir (BSE) af sýnunum og eigindlegum NIPR þáttum með því að nota JEOL JSM-7100F SEM búin með orkudreifandi litrófsmæli (AZtec).orku) mynd.Fyrir hvert sýni var innihald megin- og smáþátta greint með því að nota rafeindanema örgreiningartæki (EPMA, JEOL JXA-8200).Greindu fyllosilíkat og karbónat agnir við 5 nA, náttúrulega og tilbúna staðla við 15 keV, súlfíð, magnetít, ólívín og pýroxen við 30 nA.Modal einkunnir voru reiknaðar út frá frumefnakortum og kúariðumyndum með því að nota ImageJ 1.53 hugbúnað með viðeigandi þröskuldum sem eru geðþóttastilltir fyrir hvert steinefni.
Súrefnissamsætugreining var gerð við Opna háskólann (Milton Keynes, Bretlandi) með innrauðu leysir flúorunarkerfi.Hayabusa2 sýni voru afhent Opna háskólanum 38 í köfnunarefnisfylltum ílátum til flutnings á milli stöðva.
Sýnahleðsla var framkvæmd í köfnunarefnishanskaboxi með mældu súrefnismagni undir 0,1%.Fyrir Hayabusa2 greiningarvinnu var framleiddur nýr Ni sýnishaldari sem samanstendur af aðeins tveimur sýnisholum (þvermál 2,5 mm, dýpt 5 mm), annað fyrir Hayabusa2 agnir og hitt fyrir innri staðal hrafntinna.Við greiningu var sýnisholan sem innihélt Hayabusa2 efnið þakinn innri BaF2 glugga sem var um það bil 1 mm þykkur og 3 mm í þvermál til að halda sýninu meðan á leysiviðbrögðum stóð.BrF5 flæðinu til sýnisins var viðhaldið með gasblöndunarrás sem var skorin í Ni sýnishaldarann.Sýnahólfið var einnig endurstillt þannig að hægt væri að fjarlægja það úr lofttæmandi flúorunarlínunni og síðan opna í köfnunarefnisfylltum hanskaboxi.Tvíliða hólfið var innsiglað með koparþéttingu þjöppunarþétti og EVAC Quick Release CeFIX 38 keðjuklemma.3 mm þykkur BaF2 gluggi efst á hólfinu gerir kleift að fylgjast með sýninu samtímis og hita upp leysir.Eftir að sýnið hefur verið hlaðið, klemmdu hólfið aftur og tengdu aftur við flúoruðu línuna.Fyrir greiningu var sýnishólfið hitað undir lofttæmi í um það bil 95°C yfir nótt til að fjarlægja allan aðsogaðan raka.Eftir upphitun yfir nótt var hólfinu leyft að kólna niður í stofuhita og síðan var hluturinn sem var útsettur fyrir andrúmsloftið við sýnisflutning hreinsaður með þremur deilum af BrF5 til að fjarlægja raka.Þessar aðferðir tryggja að Hayabusa 2 sýnishornið komist ekki í snertingu við andrúmsloftið og sé ekki mengað af raka frá þeim hluta flúoruðu línunnar sem er hleypt út í andrúmsloftið við hleðslu sýna.
Ryugu C0014-4 og Orgueil (CI) agnasýni voru greind með breyttum „einni“ ham42, en Y-82162 (CY) greining var gerð á einum bakka með mörgum sýnaholum41.Vegna vatnsfrírar samsetningar þeirra er ekki nauðsynlegt að nota eina aðferð fyrir CY kondrít.Sýnin voru hituð með Photon Machines Inc. innrauðum CO2 leysi.50 W (10,6 µm) afl sem er fest á XYZ gantry í viðurvist BrF5.Innbyggt myndbandskerfi fylgist með gangi viðbragðanna.Eftir flúorun var losað O2 skrúbbað með því að nota tvær frystar köfnunarefnisgildrur og upphitað rúm af KBr til að fjarlægja umfram flúor.Samsætusamsetning hreinsaðs súrefnis var greind á Thermo Fisher MAT 253 tvírása massagreiningarmæli með massaupplausn um 200.
Í sumum tilfellum var magn af loftkenndu O2 sem losnaði við hvarf sýnisins minna en 140 µg, sem er áætluð mörk þess að nota belgbúnaðinn á MAT 253 massarófsmælinum.Í þessum tilvikum skaltu nota örmagn til greiningar.Eftir greiningu á Hayabusa2 ögnunum var innri staðall hrafntinna flúoraður og súrefnissamsæta samsetning hans ákvörðuð.
Jónir NF+ NF3+ brotsins trufla geislann með massa 33 (16O17O).Til að útrýma þessu hugsanlega vandamáli eru flest sýni unnin með kryogenískum aðskilnaðaraðferðum.Þetta er hægt að gera í áframhaldandi átt fyrir MAT 253 greininguna eða sem aðra greiningu með því að skila greindu gasinu aftur í sérstaka sameindasigtið og fara aftur í gegnum það eftir frystiaðskilnaðinn.Cryogenic aðskilnaður felur í sér að veita gasi í sameindasigti við fljótandi köfnunarefnishitastig og síðan losa það í frumsameindasigti við hitastigið -130°C.Umfangsmiklar prófanir hafa sýnt að NF+ er eftir á fyrsta sameindasigtinu og engin marktæk sundrun á sér stað með þessari aðferð.
Byggt á endurteknum greiningum á innri hrafntinnustöðlum okkar er heildarnákvæmni kerfisins í belgham: ±0,053‰ fyrir δ17O, ±0,095‰ fyrir δ18O, ±0,018‰ fyrir Δ17O (2 sd).Súrefnissamsætugreining er gefin upp í stöðluðu delta merkingunni, þar sem delta18O er reiknað sem:
Notaðu einnig 17O/16O hlutfallið fyrir δ17O.VSMOW er alþjóðlegur staðall fyrir meðalsjávarstaðalinn í Vínarborg.Δ17O táknar frávikið frá jarðbrotslínunni og reikniformúlan er: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O.Öll gögn sem koma fram í viðbótartöflu 3 hafa verið leiðrétt.
Hlutar um það bil 150 til 200 nm þykkir voru dregnir út úr Ryugu ögnum með Hitachi High Tech SMI4050 FIB tæki hjá JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute.Athugið að allir FIB hlutar voru endurheimtir úr óunnum brotum af óunnum agna eftir að hafa verið fjarlægðir úr N2 gasfylltum ílátum til flutnings milli hluta.Þessi brot voru ekki mæld með SR-CT, en voru unnin með lágmarks útsetningu fyrir andrúmslofti jarðar til að forðast hugsanlegar skemmdir og mengun sem gæti haft áhrif á K-brún kolefnis.Eftir útfellingu á wolframhlífðarlagi var áhugasvæðið (allt að 25 × 25 μm2) skorið og þynnt með Ga+ jóna geisla við 30 kV hröðunarspennu, síðan við 5 kV og 40 pA rannsakastraum til að lágmarka yfirborðsskemmdir.Ofurþunnu hlutarnir voru síðan settir á stækkað koparnet (Kochi möskva) 39 með því að nota örstýringartæki með FIB.
Ryugu A0098 (1,6303mg) og C0068 (0,6483mg) kögglar voru innsiglaðir tvisvar í hreinum háhreinleika pólýetýlenplötum í hreinu köfnunarefnisfylltum hanskaboxi á SPring-8 án nokkurra samskipta við lofthjúp jarðar.Sýnaundirbúningur fyrir JB-1 (jarðfræðilegt viðmiðunarberg sem gefið er út af Jarðfræðistofnun Japans) var framkvæmd við Metropolitan háskólann í Tókýó.
INAA er haldið í Institute for Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University.Sýnin voru geisluð tvisvar með mismunandi geislunarlotum sem voru valin í samræmi við helmingunartíma kjarnans sem notaður var við frumefnamælingu.Fyrst var sýnið geislað í loftgeislunarglasi í 30 sekúndur.Flæði varma og hraðra nifteinda á mynd.3 eru 4,6 × 1012 og 9,6 × 1011 cm-2 s-1, í sömu röð, til að ákvarða innihald Mg, Al, Ca, Ti, V og Mn.Efni eins og MgO (99,99% hreinleiki, Soekawa Chemical), Al (99,9% hreinleiki, Soekawa Chemical) og Si málmur (99,999% hreinleiki, FUJIFILM Wako Pure Chemical) voru einnig geislað til að leiðrétta fyrir truflun á kjarnahvörfum eins og (n, n).Sýnið var einnig geislað með natríumklóríði (99,99% hreinleika; MANAC) til að leiðrétta breytingar á nifteindaflæði.
Eftir nifteindageislun var ytri pólýetýlenplötunni skipt út fyrir nýtt og gammageislunin frá sýninu og viðmiðuninni var strax mæld með Ge skynjara.Sömu sýni voru endurgeisluð í 4 klukkustundir í loftgeislunarglasi.2 hefur hitauppstreymi og hratt nifteindaflæði upp á 5,6 1012 og 1,2 1012 cm-2 s-1, í sömu röð, til að ákvarða Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir og Au.Viðmiðunarsýni af Ga, As, Se, Sb, Os, Ir og Au voru geisluð með því að beita viðeigandi magni (frá 10 til 50 μg) af stöðluðum lausnum af þekktum styrk þessara frumefna á tvö stykki af síupappír, fylgt eftir með því að geisla sýnin.Talning gammageisla var framkvæmd á Institute of Integrated Radiation and Nuclear Sciences, Kyoto University og RI Research Center, Tokyo Metropolitan University.Greiningaraðferðir og viðmiðunarefni fyrir megindlega ákvörðun INAA þátta eru þau sömu og lýst er í fyrri verkum okkar.
Röntgendiffraktmælir (Rigaku SmartLab) var notaður til að safna dreifingarmynstri Ryugu sýna A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) og C0087 (<1 mg) við NIPR. Röntgendiffraktmælir (Rigaku SmartLab) var notaður til að safna dreifingarmynstri Ryugu sýna A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) og C0087 (<1 mg) við NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (<1 мг) (7 míl.) NIPR. Röntgengeislunarmælir (Rigaku SmartLab) var notaður til að safna dreifingarmynstri Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) og C0087 (<1 mg) sýni í NIPR.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 爄倡。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) 爄倡。 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) og C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использовантием Smart (<1 мг) rannsóknarstofu). Röntgenbeygjumynstur sýna Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) og C0087 (<1 mg) voru fengin við NIPR með því að nota röntgengeislabreiðumæli (Rigaku SmartLab).Öll sýnin voru möluð í fínt duft á kísilskífulausu skúffu með því að nota safírglerplötu og síðan dreift jafnt á kísilskinslausu skífuna án vökva (vatns eða alkóhóls).Mæliskilyrðin eru sem hér segir: Cu Kα röntgengeislun myndast við 40 kV rörspennu og 40 mA rörstraum, takmarkandi rifalengd er 10 mm, frávikshornið er (1/6)°, snúningshraði í flugvélinni er 20 snúninga á mínútu og bilið er 2θ (2)0 klst.Notast var við Bragg Brentano ljósfræði.Skynjarinn er einvídd kísil hálfleiðara skynjari (D/teX Ultra 250).Röntgengeislar af Cu Kβ voru fjarlægðir með því að nota Ni síu.Með því að nota tiltæk sýni voru mælingar á tilbúnu magnesíusapóníti (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentín (laufserpentín, Miyazu, Nikka) og pýrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) bornar saman til að bera kennsl á toppa og nota duftskráargögn um diffraction Data Center fyrir Diff10-10, International Diffraction Data Center, 7F-10. 662) og magnetít (PDF 00-019-0629).Dreifingargögn frá Ryugu voru einnig borin saman við gögn um vatnsbreytt kolefniskondrít, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 og Y 980115 CY (hitunarstig III, 500–750°C).Samanburðurinn sýndi líkindi við Orgueil, en ekki með Y-791198 og Y 980115.
NEXAFS litróf með kolefnisbrún K af ofurþunnum hluta sýna úr FIB voru mæld með því að nota STXM BL4U rásina á UVSOR synchrotron aðstöðunni við Institute of Molecular Sciences (Okazaki, Japan).Blettstærð geisla sem er ljósfókusaður með Fresnel svæðisplötu er um það bil 50 nm.Orkuþrepið er 0,1 eV fyrir fíngerða uppbyggingu nærbrúnarsvæðisins (283,6–292,0 eV) og 0,5 eV (280,0–283,5 eV og 292,5–300,0 eV) fyrir svæðin að framan og aftan.tíminn fyrir hvern myndpixla var stilltur á 2 ms.Eftir rýmingu var STXM greiningarhólfið fyllt með helíum við um 20 mbar þrýsting.Þetta hjálpar til við að lágmarka varmaflæði röntgenljóstækjabúnaðarins í hólfinu og sýnishaldara, auk þess að draga úr skemmdum og/eða oxun sýna.NEXAFS K-brún kolefnisróf voru mynduð úr stöfluðum gögnum með því að nota aXis2000 hugbúnað og sérstakt STXM gagnavinnsluhugbúnað.Athugið að sýnishornið og hanskahólfið eru notuð til að forðast oxun og mengun sýnis.
Eftir STXM-NEXAFS greiningu var samsætusamsetning vetnis, kolefnis og köfnunarefnis í Ryugu FIB sneiðum greind með samsætumyndgreiningu með JAMSTEC NanoSIMS 50L.Einbeittur Cs+ frumgeisli sem er um það bil 2 pA fyrir kolefnis- og köfnunarefnissamsætugreiningu og um 13 pA fyrir vetnissamsætugreiningu er rasteraður yfir svæði sem er um það bil 24 × 24 µm2 til 30 × 30 µm2 á sýninu.Eftir 3 mínútna forúðun við tiltölulega sterkan frumgeislastraum var hver greining hafin eftir stöðugleika á aukageislastyrk.Til greiningar á kolefnis- og köfnunarefnissamsætum voru samtímis fengnar myndir af 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– og 12C15N– með því að nota sjö rafeinda margfalda margfeldisgreiningu með massaupplausn um það bil 9000, sem er nóg til að aðskilja öll viðeigandi samsætusambönd.truflun (þ.e. 12C1H á 13C og 13C14N á 12C15N).Til greiningar á vetnissamsætum voru fengnar 1H-, 2D- og 12C- myndir með massaupplausn um það bil 3000 með margþættri greiningu með því að nota þrjá rafeindamargfaldara.Hver greining samanstendur af 30 skönnuðum myndum af sama svæði, þar af ein mynd sem samanstendur af 256 × 256 pixlum fyrir greiningu á kolefnis- og köfnunarefnissamsætum og 128 × 128 pixlum fyrir greiningu á vetnissamsætum.Seinkunartíminn er 3000 µs á hvern pixla fyrir greiningu á kolefnis- og köfnunarefnissamsætum og 5000 µs á hvern pixla fyrir greiningu á vetnissamsætum.Við höfum notað 1-hýdroxýbensótríazólhýdrat sem vetnis-, kolefnis- og köfnunarefnissamsætustaðla til að kvarða tækjamassahlutun45.
Til að ákvarða samsætusamsetningu kísils grafíts fyrir sólargrafít í FIB C0068-25 sniðinu, notuðum við sex rafeindamargfaldara með massaupplausn um 9000. Myndirnar samanstanda af 256 × 256 pixlum með seinkun upp á 3000 µs á pixla.Við kvörðuðum massahlutunartæki með því að nota kísilskífur sem vetnis-, kolefnis- og kísilsamsætustaðla.
Samsætumyndir voru unnar með NanoSIMS45 myndhugbúnaði NASA.Gögnin voru leiðrétt fyrir rafeindamargfaldara dauðatíma (44 ns) og nánast samtímis komuáhrifum.Mismunandi skönnunarstilling fyrir hverja mynd til að leiðrétta fyrir myndreki við töku.Endanleg samsætumynd er búin til með því að bæta við aukajónum úr hverri mynd fyrir hvern skannapixla.
Eftir STXM-NEXAFS og NanoSIMS greiningu voru sömu FIB hlutar skoðaðir með rafeindasmásjá (JEOL JEM-ARM200F) við 200 kV hröðunarspennu í Kochi, JAMSTEC.Örbyggingin var skoðuð með því að nota TEM með björtu sviði og háhornsskönnun TEM í dökku sviði.Steinefnafasar voru auðkenndir með blettarafeindadiffrun og grindarbandsmyndgreiningu og efnagreining var framkvæmd með EDS með 100 mm2 sílikonrekskynjara og JEOL Analysis Station 4.30 hugbúnaði.Til megindlegrar greiningar var einkennandi röntgengeislastyrkur hvers frumefnis mældur í TEM skönnunarham með föstum gagnaöflunartíma upp á 30 s, geislaskönnunarsvæði ~100 × 100 nm2 og geislastraumur 50 pA.Hlutfallið (Si + Al)-Mg-Fe í lagskiptum silíkötum var ákvarðað með því að nota tilraunastuðulinn k, leiðréttan fyrir þykkt, fengin úr staðli af náttúrulegu pyropagarneti.
Allar myndir og greiningar sem notaðar eru í þessari rannsókn eru fáanlegar á JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Þessi grein veitir upprunalegu gögnin.
Kitari, K. o.fl.Yfirborðssamsetning smástirni 162173 Ryugu eins og sést af Hayabusa2 NIRS3 tækinu.Vísindi 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato-gerð kolefniskondríta (CY): hliðstæður af Ryugu smástirni yfirborðinu?Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. o.fl.Fyrsta samsetningagreiningin á Ryugu sýnum var gerð með MicroOmega hyperspectral smásjá.National Astron.6, 221–225 (2021).
Yada, T. o.fl.Bráðabirgðagreining á Hyabusa2 sýninu skilaði sér frá C-gerð smástirni Ryugu.National Astron.6, 214–220 (2021).