Matur nuwun kanggo ngunjungi Nature.com.Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates.Kanggo pengalaman paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer).Ing sawetoro wektu, kanggo mesthekake dhukungan terus, kita bakal nerjemahake situs tanpa gaya lan JavaScript.
Volatile lan sugih bahan organik, asteroid tipe-C bisa uga dadi salah sawijining sumber banyu utama ing Bumi.Saiki, chondrites sing duwe karbon menehi ide sing paling apik babagan komposisi kimia, nanging informasi babagan meteorit distorsi: mung jinis sing paling tahan lama sing bisa urip ing atmosfer lan banjur sesambungan karo lingkungan bumi.Ing kene kita nampilake asil studi volumetrik lan mikroanalitik sing rinci babagan partikel Ryugu utama sing dikirim menyang Bumi dening pesawat ruang angkasa Hayabusa-2.Partikel Ryugu nuduhake komposisi sing cocog karo kondrit CI (tipe Iwuna) sing ora dipecah sacara kimia nanging diowahi banyu, sing akeh digunakake minangka indikator komposisi sakabèhé tata surya.Spesimen iki nuduhake hubungan spasial sing kompleks antarane organik alifatik sing sugih lan silikat berlapis lan nuduhake suhu maksimal sekitar 30 °C sajrone erosi banyu.Kita nemokake turah mbrawah saka deuterium lan diazonium konsisten karo asal extrasolar.Partikel Ryugu minangka bahan asing sing paling ora terkontaminasi lan ora bisa dipisahake sing wis diteliti lan paling pas karo komposisi sakabèhé tata surya.
Wiwit Juni 2018 nganti November 2019, pesawat ruang angkasa Hayabusa2 Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) nindakake survey jarak jauh babagan asteroid Ryugu.Data saka Spektrometer Infra Merah Cedhak (NIRS3) ing Hayabusa-2 nuduhake yen Ryugu bisa uga dumadi saka bahan sing padha karo kondrit karbonat termal lan/utawa metamorfosis kejut.Pertandhingan sing paling cedhak yaiku CY chondrite (jinis Yamato) 2. Albedo rendah Ryugu bisa diterangake kanthi akeh komponen sing sugih karbon, uga ukuran partikel, porositas, lan efek pelapukan spasial.Pesawat ruang angkasa Hayabusa-2 nggawe rong pendaratan lan koleksi sampel ing Ryuga.Sajrone kebangkrutan pisanan tanggal 21 Februari 2019, materi permukaan dijupuk, sing disimpen ing kompartemen A kapsul bali, lan nalika kebangkrutan kaping pindho tanggal 11 Juli 2019, materi dikumpulake ing cedhak kawah buatan sing dibentuk dening impactor portabel cilik.Sampel iki disimpen ing Ward C. Karakterisasi non-destruktif awal saka partikel ing Tahap 1 ing kamar khusus sing diisi nitrogen sing ora kontaminasi lan murni ing fasilitas sing dikelola JAXA nuduhake yen partikel Ryugu paling mirip karo kondrit CI4 lan nampilake "macem-macem tingkat variasi"3.Klasifikasi Ryugu sing katon kontradiktif, padha karo kondrit CY utawa CI, mung bisa ditanggulangi kanthi karakterisasi isotop, unsur, lan mineralogi sing rinci saka partikel Ryugu.Asil sing disajikake ing kene nyedhiyakake dhasar sing kuat kanggo nemtokake endi saka rong panjelasan awal iki kanggo komposisi sakabèhé asteroid Ryugu sing paling mungkin.
Wolung pelet Ryugu (total 60mg), papat saka Kamar A lan papat saka Kamar C, ditugasake ing Fase 2 kanggo ngatur tim Kochi.Tujuan utama panliten iki yaiku njlentrehake alam, asal usul lan sejarah evolusi asteroid Ryugu, lan kanggo ndokumentasikake persamaan lan beda karo spesimen extraterrestrial liyane sing dikenal kayata chondrites, partikel debu antarplanet (IDP) lan komet bali.Sampel sing diklumpukake dening misi Stardust NASA.
Analisis mineralogi sing rinci saka limang butir Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 lan C0068) nuduhake yen utamane dumadi saka phyllosilicates sing alus lan kasar (~ 64-88 vol.%; Fig. 1a, b, Gambar Tambahan 1).lan tabel tambahan 1).Phyllosilicates kasar dumadi minangka agregat pinnate (ukurane nganti puluhan mikron) ing matriks sing sugih phyllosilicate (ukuran kurang saka sawetara mikron).Partikel silikat berlapis minangka simbion serpentin-saponit (Gambar 1c).Peta (Si + Al) -Mg-Fe uga nuduhake yen matriks silikat lapis akeh nduweni komposisi penengah antarane serpentine lan saponit (Gambar 2a, b).Matriks phyllosilicate ngandhut mineral karbonat (~ 2-21 vol.%), mineral sulfida (~ 2.4-5.5 vol.%), lan magnetit (~ 3.6-6.8 vol.%).Salah sawijining partikel sing diteliti ing panliten iki (C0009) ngemot jumlah cilik (~ 0,5 vol.%) silikat anhidrat (olivine lan piroksen), sing bisa mbantu ngenali bahan sumber sing nggawe watu Ryugu mentah5.Silikat anhidrat iki langka ing pelet Ryugu lan mung diidentifikasi kanthi positif ing pelet C0009.Karbonat ana ing matriks minangka fragmen (kurang saka sawetara atus mikron), biasane dolomit, kanthi jumlah cilik kalsium karbonat lan brinell.Magnetit dumadi minangka partikel terisolasi, framboid, plak, utawa agregat bola.Sulfida utamané diwakili dening pirrhotite ing wangun prisma / piring heksagonal sing ora duwe aturan utawa laths.Matriks ngandhut jumlah gedhe saka submicron pentlandite utawa ing kombinasi karo pyrrhotite. Fase kaya karbon (ukuran <10 µm) dumadi ing ngendi-endi ing matriks sing sugih phyllosilicate. Fase kaya karbon (ukuran <10 µm) dumadi ing ngendi-endi ing matriks sing sugih phyllosilicate. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Fase kaya karbon (ukuran <10 µm) dumadi ing ngendi-endi ing matriks sing sugih phyllosilicate.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. Fase kaya karbon (ukuran <10 µm) dominan ing matriks kaya phyllosilicate.Mineral tambahan liyane ditampilake ing Tabel Tambahan 1. Dhaptar mineral sing ditemtokake saka pola difraksi sinar-X saka campuran C0087 lan A0029 lan A0037 banget konsisten karo sing ditemtokake ing CI (Orgueil) chondrite, nanging beda banget karo CY lan CM (jinis Mighei) chondrites chondrites (jinis Mighei) lan Supple1 (jinis Mighei).Isi unsur total saka biji Ryugu (A0098, C0068) uga konsisten karo chondrite 6 CI (data sing ditambahi, Gambar 2 lan Tabel Tambahan 2).Ing kontras, CM chondrites wis entek ing unsur moderately lan Highly volatile, utamané Mn lan Zn, lan luwih dhuwur ing unsur refractory7.Konsentrasi sawetara unsur beda-beda banget, sing bisa dadi refleksi saka heterogenitas sampel amarga ukuran partikel individu sing cilik lan bias sampling sing diasilake.Kabeh karakteristik petrologi, mineralogi lan unsur nuduhake yen biji Ryugu meh padha karo chondrites CI8,9,10.Pangecualian sing penting yaiku ora ana ferrihydrite lan sulfat ing biji Ryugu, sing nuduhake yen mineral ing kondrit CI kasebut dibentuk dening pelapukan terrestrial.
a, Gambar sinar-X komposit Mg Kα (abang), Ca Kα (ijo), Fe Kα (biru), lan S Kα (kuning) bagian polesan garing C0068.Fraksi kasebut kasusun saka silikat berlapis (abang: ~ 88 vol%), karbonat (dolomit; ijo cahya: ~ 1,6 vol%), magnetit (biru: ~ 5,3 vol%) lan sulfida (kuning: sulfida = ~ 2,5% vol. Essay. b, gambar wilayah kontur ing elektron backscattered ing a. Bru – immature; Magnetik Magnetik - immature; D. Srp – serpentine c, gambar mikroskop elektron transmisi resolusi dhuwur (TEM) saka intergrowth saponit-serpentine khas sing nuduhake pita kisi serpentine lan saponit 0,7 nm lan 1,1 nm.
Komposisi matriks lan silikat berlapis (ing %) saka Ryugu A0037 (bunderan abang padat) lan partikel C0068 (bunder biru padat) ditampilake ing sistem terner (Si+Al)-Mg-Fe.a, Electron Probe Microanalysis (EPMA) asil plotted marang CI chondrites (Ivuna, Orgueil, Alais)16 ditampilake ing werna abu-abu kanggo comparison.b, Scanning TEM (STEM) lan analisis spektroskopi sinar-X (EDS) dispersif energi ditampilake kanggo mbandhingake karo meteorit Orgueil9 lan Murchison46 lan IDP47 terhidrasi.Filosilicates alus lan kasar dianalisis, ngindhari partikel cilik wesi sulfida.Garis burik ing a lan b nuduhake garis pembubaran saponit lan serpentine.Komposisi sing sugih wesi ing a bisa uga amarga biji sulfida wesi submikron ing biji silikat berlapis, sing ora bisa dikalahake kanthi resolusi spasial analisis EPMA.Titik data kanthi isi Si sing luwih dhuwur tinimbang saponit ing b bisa uga disebabake dening anané bahan kaya silikon amorf sing ukurané nano ing interstices saka lapisan phyllosilicate.Jumlah analisis: N = 69 kanggo A0037, N = 68 kanggo EPMA, N = 68 kanggo C0068, N = 19 kanggo A0037 lan N = 27 kanggo C0068 kanggo STEM-EDS.c, peta isotop partikel trioksi Ryugu C0014-4 dibandhingake karo nilai chondrite CI (Orgueil), CY (Y-82162) lan data literatur (CM lan C2-ung)41,48,49.Kita wis entuk data kanggo meteorit Orgueil lan Y-82162.CCAM minangka garis mineral kondrit karbon anhidrat, TFL minangka garis pemisah tanah.d, Δ17O lan δ18O peta partikel Ryugu C0014-4, CI chondrite (Orgueil), lan CY chondrite (Y-82162) (panliten iki).Δ17O_Ryugu: Nilai saka Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Nilai rata-rata Δ17O kanggo Orgueil.Δ17O_Y-82162: Nilai rata-rata Δ17O kanggo Y-82162.Data CI lan CY saka literatur 41, 48, 49 uga ditampilake kanggo mbandhingake.
Analisis isotop massa oksigen ditindakake ing sampel 1,83 mg saka materi sing diekstrak saka granular C0014 kanthi fluorinasi laser (Metode).Kanggo mbandhingake, kita mbukak pitung salinan Orgueil (CI) (total massa = 8.96 mg) lan pitung salinan Y-82162 (CY) (total massa = 5.11 mg) (Tabel Tambahan 3).
Ing anjir.2d nuduhake pamisahan sing jelas saka Δ17O lan δ18O antarane partikel bobot rata-rata Orgueil lan Ryugu dibandhingake karo Y-82162.Δ17O partikel Ryugu C0014-4 luwih dhuwur tinimbang partikel Orgeil, sanajan tumpang tindih ing 2 sd.Partikel Ryugu nduweni nilai Δ17O sing luwih dhuwur dibandhingake karo Orgeil, sing bisa uga nggambarake polusi daratan sing terakhir wiwit tiba ing taun 1864. Cuaca ing lingkungan darat11 mesthine nyebabake penggabungan oksigen atmosfer, sing ndadekake analisis sakabehe nyedhaki garis fraksinasi terrestrial (TFL).Kesimpulan iki konsisten karo data mineralogi (dibahas sadurunge) yen gandum Ryugu ora ngandhut hidrat utawa sulfat, dene Orgeil ora.
Adhedhasar data mineralogi ing ndhuwur, asil kasebut ndhukung asosiasi antarane biji Ryugu lan kondrit CI, nanging ora ana asosiasi CY chondrites.Kasunyatan manawa gandum Ryugu ora ana gandhengane karo kondrit CY, sing nuduhake tandha mineralogi dehidrasi sing jelas, pancen nggumunake.Observasi orbit Ryugu katon nuduhake yen wis ngalami dehidrasi lan mulane kemungkinan kasusun saka materi CY.Alasan kanggo prabédan sing katon iki tetep ora jelas.Analisis isotop oksigen saka partikel Ryugu liyane ditampilake ing kertas pendamping 12. Nanging, asil saka set data lengkap iki uga konsisten karo asosiasi antarane partikel Ryugu lan kondrit CI.
Nggunakake teknik microanalysis terkoordinasi (Tambahan Gambar 3), kita nliti distribusi spasial karbon organik ing kabeh area lumahing fraksi sinar ion fokus (FIB) C0068.25 (Gambar 3a-f).Spektrum panyerapan sinar-X karbon (NEXAFS) struktur alus ing pinggir cedhak ing bagean C0068.25 nuduhake sawetara gugus fungsi - aromatik utawa C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) lan C(=O)O (288.8 eV) struktur (288.8 eV) - ora ana ing struktur graphene 9. tingkat kurang saka variasi termal.Puncak CH sing kuat (287.5 eV) saka organik parsial C0068.25 beda karo organik sing ora larut saka kondrit karbon sing diteliti sadurunge lan luwih mirip karo IDP14 lan partikel komet sing dipikolehi dening misi Stardust.Puncak CH sing kuat ing 287,5 eV lan puncak aromatik utawa C = C sing lemah banget ing 285,2 eV nuduhake yen senyawa organik sugih ing senyawa alifatik (Gambar 3a lan Gambar Tambahan 3a).Wilayah sing sugih ing senyawa organik alifatik dilokalisasi ing phyllosilicates kasar, uga ing wilayah kanthi struktur karbon aromatik (utawa C = C) sing kurang (Gbr. 3c,d).Ing kontras, A0037,22 (Tambahan Gambar 3) sebagian nuduhake isi sing luwih murah saka wilayah sing sugih karbon alifatik.Mineralogi sing ndasari saka biji-bijian iki sugih ing karbonat, padha karo chondrite CI 16, nuduhake owah-owahan ekstensif sumber banyu (Tabel Tambahan 1).Kahanan oksidasi bakal nyenengi konsentrasi karbonil lan gugus fungsi karboksil sing luwih dhuwur ing senyawa organik sing ana hubungane karo karbonat.Distribusi submikron organik kanthi struktur karbon alifatik bisa beda banget karo distribusi silikat berlapis kasar.Petunjuk senyawa organik alifatik sing ana gandhengane karo phyllosilicate-OH ditemokake ing meteorit Tagish Lake.Data mikroanalitik terkoordinasi nuduhake manawa bahan organik sing sugih ing senyawa alifatik bisa nyebar ing asteroid tipe-C lan ana hubungane karo phyllosilicates.Kesimpulan iki konsisten karo laporan sadurunge alifatik / CHs aromatik ing partikel Ryugu sing dituduhake dening MicroOmega, mikroskop hiperspektral inframerah cedhak.Pitakonan penting lan ora bisa ditanggulangi yaiku apa sifat unik senyawa organik sing sugih karbon alifatik sing digandhengake karo phyllosilicates kasar sing diamati ing panliten iki mung ditemokake ing asteroid Ryugu.
a, spektrum karbon NEXAFS dinormalisasi dadi 292 eV ing wilayah sugih aromatik (C=C) (abang), ing wilayah sugih alifatik (ijo), lan ing matriks (biru).Garis abu-abu yaiku spektrum organik sing ora larut Murchison 13 kanggo mbandhingake.au, unit arbitrase.b, Scanning transmisi X-ray mikroskop (STXM) gambar spektral saka karbon K-pinggiran nuduhake yen bagean didominasi dening karbon.c, plot komposit RGB kanthi wilayah sugih aromatik (C=C) (abang), wilayah sugih alifatik (ijo), lan matriks (biru).d, Organic sugih ing senyawa alifatik klempakan ing coarse-grained phyllosilicate, wilayah nggedhekake saka kothak putih burik ing b lan c.e, nanospheres gedhe (ng-1) ing wilayah nggedhekake saka kothak putih burik ing b lan c.Kanggo: pyrrhotite.Pn: nikel-kromit.f, Spektrometri Massa Ion Sekunder Nanoscale (NanoSIMS), Hidrogen (1H), Karbon (12C), lan gambar unsur Nitrogen (12C14N), gambar rasio unsur 12C/1H, lan gambar isotop silang δD, δ13C, lan δ15N - Bagean PG-1: presolar Tabel 13 Suit.
Panaliten kinetik babagan degradasi bahan organik ing meteorit Murchison bisa menehi informasi penting babagan distribusi heterogen bahan organik alifatik sing sugih ing biji Ryugu.Panliten iki nuduhake yen ikatan CH alifatik ing bahan organik tahan nganti temperatur maksimal udakara 30°C ing induk lan/utawa owah-owahan kanthi relasi suhu wektu (contone, 200 taun ing 100°C lan 0°C 100 yuta taun)..Yen prekursor ora dipanasake ing suhu tartamtu luwih saka wektu tartamtu, distribusi asli alifatik organik sing sugih ing phyllosilicate bisa dilestarekake.Nanging, owah-owahan banyu watu sumber bisa dadi rumit interpretasi iki, amarga A0037 sing sugih karbonat ora nuduhake wilayah alifatik sing sugih karbon sing ana gandhengane karo phyllosilicates.Owah-owahan suhu sing kurang iki kira-kira cocog karo anané feldspar kubik ing gandum Ryugu (Tabel Tambahan 1) 20.
Fraksi C0068.25 (ng-1; Fig. 3a–c,e) ngandhut nanosfer gedhe sing nuduhake aromatik banget (utawa C=C), cukup alifatik, lan spektra lemah C(=O)O lan C=O..Tandha karbon alifatik ora cocog karo tandha-tandha organik sing ora larut akeh lan nanospheres organik sing ana gandhengane karo kondrit (Gambar 3a) 17,21.Raman lan analisis spektroskopi inframerah nanospheres ing Lake Tagish nuduhake yen padha kalebu senyawa organik alifatik lan teroksidasi lan senyawa organik aromatik polisiklik sing ora teratur kanthi struktur kompleks22,23.Amarga matriks ing saubengé ngandhut organik sing sugih ing senyawa alifatik, tandha karbon alifatik ing ng-1 bisa uga minangka artefak analitik.Sing nggumunake, ng-1 ngemot silikat amorf sing diselehake (Gambar 3e), tekstur sing durung dilaporake kanggo bahan organik extraterrestrial.Silikat amorf bisa uga minangka komponen alami ng-1 utawa asil saka amorfisasi silikat banyu/anhidrat kanthi ion lan/utawa sinar elektron sajrone analisis.
Gambar ion NanoSIMS saka bagean C0068.25 (Fig. 3f) nuduhake owah-owahan seragam ing δ13C lan δ15N, kajaba biji-bijian presolar kanthi pengayaan 13C gedhe 30.811‰ (PG-1 ing gambar δ13C ing Gambar 3f) (Tabel Tambahan 4).Gambar butir dhasar sinar-X lan gambar TEM resolusi dhuwur mung nuduhake konsentrasi karbon lan jarak antarane bidang basal 0,3 nm, sing cocog karo grafit.Wigati dimangerteni yen nilai δD (841 ± 394‰) lan δ15N (169 ± 95‰), diperkaya ing zat organik alifatik sing digandhengake karo phyllosilicates kasar, dadi rada luwih dhuwur tinimbang rata-rata kanggo kabeh wilayah C (δD = 1398‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) ing C0068.25 (Tabel Tambahan 4).Pengamatan iki nuduhake manawa organik sing sugih alifatik ing phyllosilicates kasar bisa uga luwih primitif tinimbang organik ing saubengé, amarga sing terakhir bisa ngalami pertukaran isotop karo banyu ing saubengé ing awak asli.Utawa, owah-owahan isotop iki bisa uga ana hubungane karo proses pembentukan awal.Iki diinterpretasikake yen silikat berlapis halus ing CI chondrites dibentuk minangka akibat saka owah-owahan terus-terusan saka kluster silikat anhidrat kasar sing asli.Bahan organik sing sugih alifatik bisa uga dibentuk saka molekul prekursor ing cakram protoplanet utawa medium antarbintang sadurunge kabentuk tata surya, lan banjur rada owah nalika owah-owahan banyu awak induk Ryugu (gedhe). Ukuran (<1,0 km) saka Ryugu cilik banget kanggo njaga panas internal cukup kanggo owah-owahan banyu kanggo mbentuk mineral hydrous25. Ukuran (<1,0 km) saka Ryugu cilik banget kanggo njaga panas internal cukup kanggo owah-owahan banyu kanggo mbentuk mineral hydrous25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменобления мал в25. Ukuran (<1,0 km) Ryugu cilik banget kanggo njaga panas internal sing cukup kanggo owah-owahan banyu dadi mineral banyu25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水25物。 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水25物。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием мд. Ukuran Ryugu (<1,0 km) cilik banget kanggo ndhukung panas internal kanggo ngganti banyu dadi mineral banyu25.Mulane, sadurunge Ryugu ukurane puluhan kilometer bisa uga dibutuhake.Bahan organik sing sugih ing senyawa alifatik bisa nahan rasio isotop asli amarga ana hubungane karo phyllosilicates kasar.Nanging, sifat sing tepat saka operator abot isotop tetep ora mesthi amarga campuran rumit lan alus saka macem-macem komponen ing fraksi FIB kasebut.Iki bisa dadi zat organik sing sugih ing senyawa alifatik ing granula Ryugu utawa phyllosilicates kasar ing saubengé.Elinga yen bahan organik ing meh kabeh kondrit karbon (kalebu kondrit CI) cenderung luwih sugih ing D tinimbang ing phyllosilicates, kajaba meteorit CM Paris 24, 26.
Plot volume δD lan δ15N saka irisan FIB sing dipikolehi kanggo A0002.23 lan A0002.26, A0037.22 lan A0037.23 lan C0068.23, C0068.25 lan C0068.26 irisan FIB liyane (total saka pitung irisan FIB sistem surya saka irisan Nano FIB) ing anjir.4 (Tabel Tambahan 4)27,28.Owah-owahan volume ing δD lan δ15N ing profil A0002, A0037, lan C0068 konsisten karo sing ana ing IDP, nanging luwih dhuwur tinimbang ing CM lan CI chondrites (Gambar 4).Elinga yen kisaran nilai δD kanggo sampel Komet 29 (-240 nganti 1655‰) luwih gedhe tinimbang Ryugu.Volume δD lan δ15N saka profil Ryukyu, minangka aturan, luwih cilik tinimbang rata-rata kanggo komet saka kulawarga Jupiter lan awan Oort (Gambar 4).Nilai δD sing luwih murah saka kondrit CI bisa uga nggambarake pengaruh kontaminasi terrestrial ing conto kasebut.Amarga persamaan antarane Bells, Lake Tagish, lan IDP, heterogenitas gedhe ing nilai δD lan δN ing partikel Ryugu bisa uga nggambarake owah-owahan ing tandha isotop awal saka komposisi organik lan banyu ing sistem tata surya awal.Owah-owahan isotop sing padha ing δD lan δN ing Ryugu lan partikel IDP nuduhake yen loro-lorone bisa dibentuk saka materi saka sumber sing padha.Dipercaya manawa IDP asale saka sumber komet 14 .Mulane, Ryugu bisa ngemot materi kaya komet lan/utawa paling ora tata surya njaba.Nanging, iki bisa uga luwih angel tinimbang sing kita sebutake ing kene amarga (1) campuran spherulitic lan banyu sing sugih D ing awak induk 31 lan (2) rasio D/H komet minangka fungsi saka aktivitas komet 32 ​​.Nanging, alasan heterogenitas isotop hidrogen lan nitrogen sing diamati ing partikel Ryugu ora dimangerteni kanthi lengkap, sebagian amarga analisa winates sing kasedhiya saiki.Asil sistem isotop hidrogen lan nitrogen isih nambah kemungkinan yen Ryugu ngemot sebagian besar materi saka njaba Tata Surya lan bisa uga nuduhake sawetara mirip karo komet.Profil Ryugu ora nuduhake korélasi sing jelas antara δ13C lan δ15N (Tabel Tambahan 4).
Komposisi isotop H lan N sakabèhé saka partikel Ryugu (bunderan abang: A0002, A0037; bunderan biru: C0068) ana hubungane karo magnitudo srengéngé 27, kulawarga rata-rata Jupiter (JFC27), lan komet awan Oort (OCC27), IDP28, lan chondrules karbon.Perbandingan meteorit 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Komposisi isotop diwenehi ing Tabel Tambahan 4. Garis titik-titik minangka nilai isotop terrestrial kanggo H lan N.
Transportasi volatil (contone, bahan organik lan banyu) menyang Bumi tetep dadi perhatian26,27,33.Bahan organik submikron sing ana gandhengane karo phyllosilicates kasar ing partikel Ryugu sing diidentifikasi ing panliten iki bisa uga dadi sumber volatil sing penting.Materi organik ing phyllosilicates butir kasar luwih direksa saka degradasi16,34 lan bosok35 tinimbang bahan organik ing matriks berbutir halus.Komposisi isotop hidrogen sing luwih abot ing partikel kasebut tegese ora mungkin dadi siji-sijine sumber volatil sing digawa menyang Bumi wiwitan.Bisa dicampur karo komponen kanthi komposisi isotop hidrogen sing luwih entheng, kaya sing diusulake ing hipotesis babagan anané banyu sing didorong angin surya ing silikat.
Ing panliten iki, kita nuduhake yen meteorit CI, sanajan pentinge geokimia minangka wakil saka komposisi sakabèhé tata surya, 6,10 minangka conto sing kontaminasi terrestrial.Kita uga menehi bukti langsung kanggo interaksi antarane bahan organik alifatik sing sugih lan mineral hidrous tetanggan lan nyaranake yen Ryugu bisa ngemot materi ekstrasolar37.Asil panaliten iki kanthi jelas nuduhake pentinge sampling langsung saka protoasteroid lan kabutuhan kanggo ngeterake conto sing bali ing kahanan sing ora aktif lan steril.Bukti sing disedhiyakake ing kene nuduhake yen partikel Ryugu mesthine minangka salah sawijining bahan tata surya sing paling ora kontaminasi sing kasedhiya kanggo riset laboratorium, lan sinau luwih lanjut babagan conto sing larang iki mesthi bakal nggedhekake pangerten babagan proses tata surya awal.Partikel Ryugu minangka perwakilan paling apik saka komposisi sakabèhé tata surya.
Kanggo nemtokake struktur mikro lan sifat kimia kompleks sampel skala submikron, kita nggunakake tomografi komputasi berbasis radiasi synchrotron (SR-XCT) lan difraksi sinar-X SR (XRD) -CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analisis.Ora ana degradasi, polusi amarga atmosfer bumi, lan ora ana karusakan saka partikel alus utawa conto mekanik.Ing sawetoro wektu, kita wis nindakake analisis volumetrik sistematis nggunakake scanning electron microscopy (SEM) -EDS, EPMA, XRD, instrumental neutron activation analysis (INAA), lan peralatan fluorinasi isotop oksigen laser.Prosedur assay ditampilake ing Gambar Tambahan 3 lan saben tes diterangake ing bagean ing ngisor iki.
Partikel saka asteroid Ryugu ditemokake saka modul entri maneh Hayabusa-2 lan dikirim menyang Pusat Kontrol JAXA ing Sagamihara, Jepang, tanpa ngrusak atmosfer bumi4.Sawise karakterisasi dhisikan lan non-cilaka ing fasilitas JAXA-ngatur, nggunakake sealable kontaner transfer antar-situs lan tas kapsul sampel (10 utawa 15 mm diameteripun kristal sapir lan stainless steel, gumantung ing ukuran sampel) supaya gangguan lingkungan.lingkungan.y lan/utawa rereged lemah (contone uap banyu, hidrokarbon, gas atmosfer lan partikel alus) lan kontaminasi silang antarane conto sajrone nyiapake sampel lan transportasi antarane institusi lan universitas38.Kanggo ngindhari degradasi lan polusi amarga interaksi karo atmosfer bumi (uap banyu lan oksigen), kabeh jinis persiapan sampel (kalebu chipping karo pahat tantalum, nggunakake gergaji kawat berlian sing seimbang (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) lan persiapan epoksi kanggo instalasi) ditindakake ing glovebox ing ngisor N2 garing sing resik (titik embun ~ 0,0 °C: -80 °C).Kabeh barang sing digunakake ing kene diresiki kanthi kombinasi banyu ultrapure lan etanol nggunakake gelombang ultrasonik kanthi frekuensi sing beda.
Ing kene kita sinau koleksi meteorit National Polar Research Institute (NIPR) saka Pusat Riset Meteorit Antartika (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y) -791198, CY: Y-82162 lan CY: Y 980115).
Kanggo transfer antarane instrumen kanggo analisis SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS lan TEM, kita nggunakake wadhah sampel ultrathin universal sing diterangake ing pasinaon sadurunge38.
Analisis SR-XCT saka conto Ryugu ditindakake kanthi nggunakake sistem CT terpadu BL20XU / SPring-8.Sistem CT terintegrasi kasusun saka macem-macem mode pangukuran: mode tampilan sudhut lan mode resolusi rendah (WL) kanggo njupuk kabeh struktur sampel, lapangan tampilan sempit lan mode resolusi dhuwur (NH) kanggo pangukuran area sampel sing akurat.kapentingan lan radiographs diwenehi pola difraksi volume sampel, lan nindakake XRD-CT kanggo njupuk diagram 2D ​​saka fase mineral bidang horisontal ing sampel.Elinga yen kabeh pangukuran bisa ditindakake tanpa nggunakake sistem sing dibangun kanggo mbusak wadhah sampel saka pangkalan, ngidini pangukuran CT lan XRD-CT sing akurat.Detektor sinar-X mode WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) dilengkapi kamera tambahan 4608 × 4608 piksel logam-oksida-semikonduktor (CMOS) kamera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) kanthi scintillator sing kasusun saka 10 lutetium Alumunium garnetOm 1 lan kekandelan kristal tunggal 23 Cµm.Ukuran piksel ing mode WL kira-kira 0,848 µm.Dadi, lapangan tampilan (FOV) ing mode WL kira-kira 6 mm ing mode CT ngimbangi.Detektor sinar-X mode NH (BM AA50; Hamamatsu Photonics) dilengkapi scintillator gadolinium-aluminium-gallium garnet (Gd3Al2Ga3O12) kandel 20 µm, kamera CMOS (C11440-22CU) kanthi resolusi 2048 × 2048 piksel;Hamamatsu Photonics) lan lensa ×20.Ukuran piksel ing mode NH yaiku ~0,25 µm lan bidang tampilan yaiku ~0,5 mm.Detektor kanggo mode XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) dilengkapi scintillator sing kasusun saka layar bubuk P43 (Gd2O2S:Tb) kanthi kandel 50 µm, kamera CMOS resolusi 2304 × 2304 piksel (C15440-20UP; Lensa Hamamatsu re Photonics).Detektor nduweni ukuran piksel efektif 19,05 µm lan bidang tampilan 43,9 mm2.Kanggo nambah FOV, kita ngetrapake prosedur CT offset ing mode WL.Gambar cahya sing ditularaké kanggo rekonstruksi CT kasusun saka gambar ing sawetara saka 180 ° kanggo 360 ° dibayangke horisontal watara sumbu rotasi, lan gambar ing sawetara saka 0 ° kanggo 180 °.
Ing mode XRD, sinar X-ray difokusake dening piring zona Fresnel.Ing mode iki, detektor diselehake 110 mm konco sampel lan mandeg balok 3 mm ahead saka detektor.Gambar difraksi ing kisaran 2θ saka 1.43° nganti 18.00° (grating pitch d = 16.6–1.32 Å) dipikolehi kanthi titik sinar-X sing fokus ing sisih ngisor lapangan detektor.Sampel pindhah vertikal kanthi interval biasa, kanthi setengah giliran kanggo saben langkah scan vertikal.Yen partikel mineral gawe marem kondisi Bragg nalika diputer dening 180 °, iku bisa kanggo njupuk difraksi saka partikel mineral ing bidang horisontal.Gambar difraksi banjur digabung dadi siji gambar kanggo saben langkah scan vertikal.Kondisi tes SR-XRD-CT meh padha karo tes SR-XRD.Ing mode XRD-CT, detektor dipanggonke 69 mm ing mburi sampel.Gambar difraksi ing kisaran 2θ saka 1,2° nganti 17,68° (d = 19,73 nganti 1,35 Å), ing ngendi sinar X lan limiter sinar X sejajar karo tengah lapangan pandang detektor.Pindai sampel kanthi horisontal lan puterake sampel 180°.Gambar SR-XRD-CT direkonstruksi kanthi intensitas mineral puncak minangka nilai piksel.Kanthi pemindaian horisontal, sampel biasane dipindai ing 500-1000 langkah.
Kanggo kabeh eksperimen, energi sinar-X tetep ing 30 keV, amarga iki minangka wates ngisor penetrasi sinar-X menyang meteorit kanthi diameter sekitar 6 mm.Jumlah gambar sing dipikolehi kanggo kabeh pangukuran CT sajrone rotasi 180 ° yaiku 1800 (3600 kanggo program CT offset), lan wektu cahya kanggo gambar yaiku 100 ms kanggo mode WL, 300 ms kanggo mode NH, 500 ms kanggo XRD, lan 50 ms.ms kanggo XRD-CT ms.Wektu pindai sampel biasane kira-kira 10 menit ing mode WL, 15 menit ing mode NH, 3 jam kanggo XRD, lan 8 jam kanggo SR-XRD-CT.
Gambar CT direkonstruksi kanthi proyeksi bali convolutional lan dinormalisasi kanggo koefisien atenuasi linier saka 0 nganti 80 cm-1.Piranti lunak Slice digunakake kanggo nganalisis data 3D lan piranti lunak muXRD digunakake kanggo nganalisis data XRD.
Partikel Ryugu sing tetep epoksi (A0029, A0037, C0009, C0014 lan C0068) mboko sithik dipoles ing permukaan nganti tingkat film lapping berlian 0,5 µm (3M) ing kahanan garing, ngindhari materi sing kena kontak karo permukaan sajrone proses polishing.Permukaan polesan saben sampel pisanan diteliti kanthi mikroskop cahya lan banjur nyebarake elektron kanggo njupuk gambar mineralogi lan tekstur (BSE) saka sampel lan unsur NIPR kualitatif nggunakake SEM JEOL JSM-7100F sing dilengkapi spektrometer dispersif energi (AZtec).energi) gambar.Kanggo saben sampel, isi unsur mayor lan minor dianalisis nggunakake microanalyzer probe elektron (EPMA, JEOL JXA-8200).Analisis partikel phyllosilicate lan karbonat ing 5 nA, standar alam lan sintetik ing 15 keV, sulfida, magnetit, olivin, lan piroksen ing 30 nA.Nilai modal diwilang saka peta unsur lan gambar BSE nggunakake piranti lunak ImageJ 1.53 kanthi ambang sing cocog kanggo saben mineral.
Analisis isotop oksigen ditindakake ing Universitas Terbuka (Milton Keynes, UK) nggunakake sistem fluorinasi laser inframerah.Sampel Hayabusa2 dikirim menyang Universitas Terbuka 38 ing wadhah sing diisi nitrogen kanggo transfer antarane fasilitas.
Pemuatan sampel ditindakake ing kothak sarung tangan nitrogen kanthi tingkat oksigen sing dipantau ing ngisor 0,1%.Kanggo karya analitis Hayabusa2, wadhah sampel Ni anyar digawe, mung dumadi saka rong bolongan sampel (diameter 2,5 mm, ambane 5 mm), siji kanggo partikel Hayabusa2 lan liyane kanggo standar internal obsidian.Sajrone analisis, sumur sampel ngemot materi Hayabusa2 ditutupi karo jendhela BaF2 internal kira-kira 1 mm nglukis lan 3 mm ing diameteripun kanggo nahan sampel sak reaksi laser.Aliran BrF5 menyang sampel dijaga kanthi potongan saluran pencampur gas ing wadhah sampel Ni.Kamar sampel uga dikonfigurasi ulang supaya bisa dicopot saka garis fluorinasi vakum lan banjur dibukak ing kothak sarung tangan sing diisi nitrogen.Kamar loro-Piece disegel karo segel kompresi gasketed tembaga lan EVAC Cepet Release CeFIX 38 chain clamp.Jendhela BaF2 3 mm ing sisih ndhuwur kamar ngidini pengamatan simultan saka sampel lan pemanasan laser.Sawise ngemot sampel, clamp kamar maneh lan sambungake maneh menyang garis fluorinated.Sadurunge analisis, kamar sampel dipanasake ing vakum nganti udakara 95 ° C sewengi kanggo mbusak kelembapan sing diserap.Sawise dadi panas sewengi, kamar diijini adhem nganti suhu kamar lan banjur bagean sing katon ing atmosfer sajrone transfer sampel diresiki kanthi telung aliquot BrF5 kanggo mbusak kelembapan.Prosedur kasebut mesthekake yen sampel Hayabusa 2 ora kena ing atmosfer lan ora kena kontaminasi dening kelembapan saka bagean garis fluorinated sing dibuwang menyang atmosfer nalika ngemot sampel.
Sampel partikel Ryugu C0014-4 lan Orgueil (CI) dianalisis ing mode "tunggal" sing diowahi42, nalika analisis Y-82162 (CY) ditindakake ing tray siji kanthi pirang-pirang sumur sampel41.Amarga komposisi anhydrous, ora perlu nggunakake cara siji kanggo CY chondrites.Sampel digawe panas nggunakake laser CO2 inframerah Photon Machines Inc.daya 50 W (10,6 µm) dipasang ing gantry XYZ ing ngarsane BrF5.Sistem video sing dibangun ngawasi reaksi kasebut.Sawise fluorinasi, O2 sing dibebasake digosok nggunakake rong jebakan nitrogen cryogenic lan amben KBr sing digawe panas kanggo mbusak fluorine sing berlebihan.Komposisi isotop oksigen sing diresiki dianalisis ing spektrometer massa saluran ganda Thermo Fisher MAT 253 kanthi resolusi massa udakara 200.
Ing sawetara kasus, jumlah gas O2 sing dibebasake sajrone reaksi sampel kurang saka 140 µg, yaiku watesan kira-kira nggunakake piranti bellow ing spektrometer massa MAT 253.Ing kasus kasebut, gunakake microvolume kanggo analisis.Sawise nganalisa partikel Hayabusa2, standar internal obsidian difluorinasi lan komposisi isotop oksigen ditemtokake.
Ion saka fragmen NF+ NF3+ ngganggu balok kanthi massa 33 (16O17O).Kanggo ngilangi masalah potensial iki, umume conto diproses nggunakake prosedur pamisahan cryogenic.Iki bisa ditindakake ing arah maju sadurunge analisis MAT 253 utawa minangka analisis kaping pindho kanthi ngasilake gas sing dianalisis maneh menyang sieve molekuler khusus lan diterusake maneh sawise pamisahan cryogenic.Pemisahan cryogenic kalebu nyuplai gas menyang sieve molekuler ing suhu nitrogen cair lan banjur dibuwang menyang sieve molekuler primer ing suhu -130°C.Pengujian ekstensif nuduhake yen NF + tetep ana ing sieve molekuler pisanan lan ora ana fraksinasi sing signifikan nggunakake metode iki.
Adhedhasar analisis bola-bali standar obsidian internal kita, akurasi sakabèhé sistem ing mode bellows yaiku: ±0.053‰ kanggo δ17O, ±0.095‰ kanggo δ18O, ±0.018‰ kanggo Δ17O (2 sd).Analisis isotop oksigen diwenehake ing notasi delta standar, ing ngendi delta18O diitung minangka:
Uga gunakake rasio 17O/16O kanggo δ17O.VSMOW minangka standar internasional kanggo Wina Mean Sea Water Standard.Δ17O nggambarake panyimpangan saka garis fraksinasi bumi, lan rumus pitungan yaiku: Δ17O = δ17O - 0,52 × δ18O.Kabeh data sing ditampilake ing Tabel Tambahan 3 wis disetel celah.
Bagean kira-kira 150 nganti 200 nm kandel diekstraksi saka partikel Ryugu nggunakake instrumen Hitachi High Tech SMI4050 FIB ing JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute.Elinga yen kabeh bagean FIB wis mbalekake saka pecahan unprocessed saka partikel unprocessed sawise dibusak saka N2 prau kapenuhan gas kanggo transfer interobyek.Pecahan iki ora diukur nganggo SR-CT, nanging diproses kanthi minimal cahya ing atmosfer bumi kanggo ngindhari karusakan lan kontaminasi sing bisa nyebabake spektrum karbon K-edge.Sawise deposisi lapisan protèktif tungsten, wilayah kapentingan (nganti 25 × 25 μm2) dipotong lan diencerake nganggo sinar ion Ga + kanthi tegangan nyepetake 30 kV, banjur ing 5 kV lan arus probe 40 pA kanggo nyuda karusakan permukaan.Bagian ultrathin banjur diselehake ing bolong tembaga sing digedhekake (Kochi mesh) 39 nggunakake mikromanipulator sing dilengkapi FIB.
Ryugu A0098 (1.6303mg) lan C0068 (0.6483mg) pelet disegel kaping pindho ing lembaran polietilen kemurnian dhuwur murni ing kothak sarung tangan sing diisi nitrogen murni ing SPring-8 tanpa interaksi karo atmosfer bumi.Persiapan sampel kanggo JB-1 (watu referensi geologi sing ditanggepi dening Survey Geologi Jepang) ditindakake ing Universitas Metropolitan Tokyo.
INAA dianakaké ing Institut Radiasi Terpadu lan Ilmu Nuklir, Universitas Kyoto.Sampel disinari kaping pindho kanthi siklus iradiasi sing beda-beda sing dipilih miturut setengah umur nuklida sing digunakake kanggo jumlah unsur.Kaping pisanan, sampel disinari ing tabung iradiasi pneumatik suwene 30 detik.Fluks neutron termal lan cepet ing anjir.3 yaiku 4,6 × 1012 lan 9,6 × 1011 cm-2 s-1, kanggo nemtokake isi Mg, Al, Ca, Ti, V lan Mn.Bahan kimia kayata MgO (99,99% kemurnian, Soekawa Chemical), Al (99,9% kemurnian, Soekawa Chemical), lan Si logam (99,999% kemurnian, FUJIFILM Wako Kimia Murni) uga disinari kanggo mbenerake reaksi nuklir interfering kayata (n, n).Sampel uga disinari karo natrium klorida (99,99% kemurnian; MANAC) kanggo mbenerake owah-owahan ing fluks neutron.
Sawise iradiasi neutron, lembaran poliethelin njaba diganti karo sing anyar, lan radiasi gamma sing dipancarake dening sampel lan referensi langsung diukur nganggo detektor Ge.Sampel sing padha diuripake maneh sajrone 4 jam ing tabung iradiasi pneumatik.2 nduweni fluks neutron termal lan cepet masing-masing 5,6 1012 lan 1,2 1012 cm-2 s-1, kanggo nemtokake Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Isi Se, Sb, Os, Ir lan Au.Sampel kontrol Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, lan Au disinari kanthi nggunakake jumlah sing cocog (saka 10 nganti 50 μg) saka solusi standar kanthi konsentrasi unsur kasebut ing rong lembar kertas panyaring, banjur diradiasi saka sampel.Penghitungan sinar gamma ditindakake ing Institut Radiasi Terpadu lan Ilmu Nuklir, Universitas Kyoto lan Pusat Riset RI, Universitas Metropolitan Tokyo.Prosedur analitis lan bahan referensi kanggo penentuan kuantitatif unsur INAA padha karo sing diterangake ing karya sadurunge.
Difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab) digunakake kanggo ngumpulake pola difraksi sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) lan C0087 (<1 mg) ing NIPR. Difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab) digunakake kanggo ngumpulake pola difraksi sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) lan C0087 (<1 mg) ing NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг (≪ 7) C003 ing NIPR. Difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab) digunakake kanggo ngumpulake pola difraksi sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), lan C0087 (<1 mg) ing NIPR.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集 Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的衍使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集 Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的衍 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) и C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использованием ренскратр с использованием ренскратр Lab). Pola difraksi sinar-X saka sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) lan C0087 (<1 mg) dipikolehi ing NIPR nggunakake difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab).Kabeh conto digiling dadi wêdakakêna alus ing wafer non-reflektif silikon nggunakake piring kaca sapir lan banjur disebarake ing wafer non-reflektif silikon tanpa cairan (banyu utawa alkohol).Kahanan pangukuran kaya ing ngisor iki: Radiasi sinar-X Cu Kα diasilake kanthi voltase tabung 40 kV lan arus tabung 40 mA, dawa celah pembatas yaiku 10 mm, sudut divergensi yaiku (1/6) °, kecepatan rotasi ing pesawat yaiku 20 rpm, lan kisaran 2θ (dobel 3gg-8 jam).Optik Bragg Brentano digunakake.Detektor kasebut minangka detektor semikonduktor silikon siji-dimensi (D/teX Ultra 250).Sinar-X saka Cu Kβ dibusak nggunakake filter Ni.Nggunakake sampel sing kasedhiya, pangukuran saponit magnesian sintetik (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (serpentine rwaning, Miyazu, Nikka) lan pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) dibandhingake kanggo ngenali puncak lan nggunakake data difraksi data file bubuk saka Pusat Data Diffraction Do1F-PD-101 (Data Internasional Do1F-10PD) lan magnetit (PDF 00-019-0629).Data difraksi saka Ryugu uga dibandhingake karo data babagan kondrit karbonat hidroalter, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, lan Y 980115 CY (tahap pemanasan III, 500-750 ° C).Perbandingan kasebut nuduhake podho karo Orgueil, nanging ora karo Y-791198 lan Y 980115.
Spektrum NEXAFS kanthi pinggir karbon K saka bagean ultrathin saka conto sing digawe saka FIB diukur nggunakake saluran STXM BL4U ing fasilitas sinkrotron UVSOR ing Institut Ilmu Molekuler (Okazaki, Jepang).Ukuran titik sinar optik fokus karo piring zona Fresnel kira-kira 50 nm.Langkah energi yaiku 0,1 eV kanggo struktur sing apik ing wilayah pinggir cedhak (283,6–292,0 eV) lan 0,5 eV (280,0–283,5 eV lan 292,5–300,0 eV) kanggo wilayah ngarep lan mburi.wektu kanggo saben piksel gambar disetel kanggo 2 ms.Sawise evakuasi, ruang analitik STXM diisi helium kanthi tekanan sekitar 20 mbar.Iki mbantu nyilikake hanyutan termal saka peralatan optik sinar-X ing kamar lan wadhah sampel, uga nyuda karusakan sampel lan/utawa oksidasi.Spektrum karbon NEXAFS K-edge digawe saka data sing ditumpuk nggunakake piranti lunak aXis2000 lan piranti lunak pangolahan data STXM.Elinga yen kasus transfer sampel lan glovebox digunakake kanggo nyegah oksidasi lan kontaminasi sampel.
Sawise analisis STXM-NEXAFS, komposisi isotop hidrogen, karbon, lan nitrogen irisan Ryugu FIB dianalisis nggunakake pencitraan isotop kanthi JAMSTEC NanoSIMS 50L.Balok utama Cs + fokus kira-kira 2 pA kanggo analisis isotop karbon lan nitrogen lan udakara 13 pA kanggo analisis isotop hidrogen dirasterisasi ing area sekitar 24 × 24 µm2 nganti 30 × 30 µm2 ing sampel.Sawise prespray 3 menit ing arus balok primer sing relatif kuwat, saben analisis diwiwiti sawise stabilisasi intensitas sinar sekunder.Kanggo analisis isotop karbon lan nitrogen, gambar 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– lan 12C15N– dijupuk bebarengan nggunakake deteksi multiplex multiplier pitu elektron kanthi resolusi massa kira-kira 9000, sing cukup kanggo misahake kabeh senyawa isotop sing relevan.gangguan (ie 12C1H ing 13C lan 13C14N ing 12C15N).Kanggo analisis isotop hidrogen, gambar 1H-, 2D- lan 12C- dipikolehi kanthi resolusi massa kira-kira 3000 kanthi sawetara deteksi nggunakake telung pengganda elektron.Saben analisis kasusun saka 30 gambar pindai saka area sing padha, kanthi siji gambar sing kasusun saka 256 × 256 piksel kanggo analisis isotop karbon lan nitrogen lan 128 × 128 piksel kanggo analisis isotop hidrogen.Wektu tundha yaiku 3000 µs saben piksel kanggo analisis isotop karbon lan nitrogen lan 5000 µs saben piksel kanggo analisis isotop hidrogen.Kita wis nggunakake hidrat 1-hydroxybenzotriazole minangka standar isotop hidrogen, karbon lan nitrogen kanggo kalibrasi fraksinasi massa instrumental45.
Kanggo nemtokake komposisi isotop silikon grafit presolar ing profil FIB C0068-25, kita nggunakake enem multiplier elektron kanthi resolusi massa kira-kira 9000. Gambar kasebut dumadi saka 256 × 256 piksel kanthi wektu tundha 3000 µs saben piksel.Kita nyelarasake instrumen fraksinasi massa nggunakake wafer silikon minangka standar hidrogen, karbon, lan isotop silikon.
Gambar isotop diproses nggunakake piranti lunak pencitraan NanoSIMS45 NASA.Data didandani kanggo electron multiplier mati wektu (44 ns) lan efek rawuh quasi-simultaneous.Alignment pindai sing beda kanggo saben gambar kanggo mbenerake drift gambar sajrone akuisisi.Gambar isotop pungkasan digawe kanthi nambahake ion sekunder saka saben gambar kanggo saben piksel pindai.
Sawise analisis STXM-NEXAFS lan NanoSIMS, bagean FIB padha diteliti nggunakake mikroskop elektron transmisi (JEOL JEM-ARM200F) ing voltase akselerasi 200 kV ing Kochi, JAMSTEC.Struktur mikro kasebut diamati nggunakake TEM lapangan padhang lan TEM pemindaian sudut dhuwur ing lapangan peteng.Fase mineral diidentifikasi kanthi difraksi elektron titik lan pencitraan pita kisi, lan analisis kimia ditindakake dening EDS kanthi detektor drift silikon 100 mm2 lan piranti lunak JEOL Analysis Station 4.30.Kanggo analisis kuantitatif, intensitas sinar-X karakteristik kanggo saben unsur diukur ing mode pemindaian TEM kanthi wektu akuisisi data tetep 30 detik, area pemindaian sinar ~ 100 × 100 nm2, lan arus sinar 50 pA.Rasio (Si + Al) -Mg-Fe ing silikat berlapis ditemtokake kanthi nggunakake koefisien eksperimental k, didandani kanggo kekandelan, dipikolehi saka standar pyropagarnet alam.
Kabeh gambar lan analisis sing digunakake ing panliten iki kasedhiya ing JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Artikel iki nyedhiyakake data asli.
Kitari, K. et al.Komposisi lumahing asteroid 162173 Ryugu kaya sing diamati dening instrumen Hayabusa2 NIRS3.Ilmu 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato-type carbonaceous chondrites (CY): analog saka permukaan asteroid Ryugu?Geokimia 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Analisis komposisi pisanan saka conto Ryugu ditindakake nggunakake mikroskop hiperspektral MicroOmega.Astron Nasional.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Analisis awal sampel Hyabusa2 bali saka asteroid tipe-C Ryugu.Astron Nasional.6, 214–220 (2021).