Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рахмет.Сіз пайдаланып жатқан шолғыш нұсқасында шектеулі CSS қолдауы бар.Ең жақсы тәжірибе үшін жаңартылған шолғышты пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer шолғышында үйлесімділік режимін өшіріңіз).Әзірше, үздіксіз қолдауды қамтамасыз ету үшін біз сайтты стильсіз және JavaScriptсіз көрсетеміз.
Ұшқыш және органикалық заттарға бай, С типті астероидтар жердегі негізгі су көздерінің бірі болуы мүмкін.Қазіргі уақытта көміртегі бар хондриттер олардың химиялық құрамы туралы жақсы түсінік береді, бірақ метеориттер туралы ақпарат бұрмаланған: атмосфераға еніп, содан кейін жердің қоршаған ортасымен әрекеттесетін ең берік түрлері ғана аман қалады.Мұнда біз Хаябуса-2 ғарыш кемесі арқылы Жерге жеткізілген бастапқы Рюгу бөлшектерін егжей-тегжейлі көлемдік және микроаналитикалық зерттеу нәтижелерін ұсынамыз.Рюгу бөлшектері күн жүйесінің жалпы құрамының көрсеткіші ретінде кеңінен қолданылатын химиялық фракцияланбаған, бірақ сумен өзгерген CI (Ивуна типті) хондриттерге құрамы жағынан жақын сәйкестігін көрсетеді.Бұл үлгі бай алифаттық органикалық заттар мен қабатты силикаттар арасындағы күрделі кеңістіктік қатынасты көрсетеді және су эрозиясы кезінде шамамен 30 °C максималды температураны көрсетеді.Күннен тыс шығу тегімен сәйкес келетін дейтерий мен диазонийдің көптігін таптық.Рюгу бөлшектері бұрын-соңды зерттелген ең ластанбаған және ажырамас бөтен материал болып табылады және күн жүйесінің жалпы құрамына ең жақсы сәйкес келеді.
2018 жылдың маусымынан 2019 жылдың қарашасына дейін Жапонияның Аэроғарыштық Барлау Агенттігінің (JAXA) Hayabusa2 ғарыш кемесі Рюгу астероидына ауқымды қашықтықтан зерттеу жүргізді.Хаябуса-2-дегі Жақын инфрақызыл спектрометрдің (NIRS3) деректері Рюгу термиялық және/немесе шок-метаморфты көміртекті хондриттерге ұқсас материалдан тұруы мүмкін екенін көрсетеді.Ең жақын сәйкестік - CY хондриті (Ямато түрі) 2. Рюгудың төмен альбедосын көміртегіге бай компоненттердің көп санының болуымен, сондай-ақ бөлшектердің өлшемі, кеуектілігі және кеңістіктік ауа-райының әсерлерімен түсіндіруге болады.Хаябуса-2 ғарыш кемесі Рюгаға екі рет қонды және үлгілерді жинады.2019 жылғы 21 ақпандағы бірінші қону кезінде кері капсуланың А бөлігінде сақталған жер үсті материалы алынды, ал 2019 жылғы 11 шілдеде екінші қону кезінде шағын портативті соққыдан құралған жасанды кратердің жанында материал жиналды.Бұл үлгілер С палатасында сақталады. JAXA басқаратын қондырғылардағы арнайы, ластанбаған және таза азотпен толтырылған камералардағы 1-кезеңдегі бөлшектердің бастапқы бұзылмайтын сипаттамасы Рюгу бөлшектерінің CI4 хондриттеріне ең ұқсас екенін және «әртүрлі деңгейдегі өзгерістерді» көрсетті3 .CY немесе CI хондриттеріне ұқсас Рюгудың қарама-қайшы болып көрінетін жіктелуін тек Рюгу бөлшектерінің егжей-тегжейлі изотоптық, элементтік және минералогиялық сипаттамасы арқылы шешуге болады.Мұнда келтірілген нәтижелер Рюгу астероидінің жалпы құрамы үшін осы екі алдын ала түсіндірменің қайсысы ең ықтимал екенін анықтауға берік негіз береді.
Сегіз Рюгу түйіршіктері (барлығы шамамен 60 мг), төртеуі А камерасынан және төртеуі С камерасынан Кочи командасын басқару үшін 2-кезеңге тағайындалды.Зерттеудің негізгі мақсаты – Рюгу астероидының табиғатын, шығу тегі мен эволюциялық тарихын түсіндіру, сондай-ақ хондриттер, планетааралық шаң бөлшектері (ИДП) және қайтып келетін кометалар сияқты басқа белгілі жерүсті үлгілерімен ұқсастықтары мен айырмашылықтарын құжаттау.NASA-ның Stardust миссиясы жинаған үлгілер.
Бес Рюгу дәнінің (A0029, A0037, C0009, C0014 және C0068) егжей-тегжейлі минералогиялық талдауы олардың негізінен ұсақ және ірі түйіршікті филлосиликаттардан тұратынын көрсетті (~64–88 көлем. %; 1а, б, сурет, қосымша).және қосымша кесте 1).Ірі түйіршікті филлосиликаттар ұсақ түйіршікті, филлосиликаттарға бай матрицаларда (өлшемдері бірнеше микроннан аз) пиннат агрегаттар түрінде кездеседі (өлшемдері ондаған микронға дейін).Қабатты силикат бөлшектері серпентин-сапонит симбиондары болып табылады (1в-сурет).(Si + Al)-Mg-Fe картасы сонымен қатар көлемді қабатты силикатты матрицаның серпентин мен сапонит арасында аралық құрамы бар екенін көрсетеді (2а, б-сурет).Филлосиликатты матрица құрамында карбонатты минералдар (~2–21 көлем.%), сульфидті минералдар (~2,4–5,5 көлем.%) және магнетит (~3,6–6,8 көлем) бар.Осы зерттеуде (C0009) зерттелген бөлшектердің бірінде сусыз силикаттар (оливин және пироксен) аз мөлшерде (~0,5 көлем) болды, бұл шикі Рюгу тасын құрайтын бастапқы материалды анықтауға көмектесуі мүмкін5.Бұл сусыз силикат Рюгу түйіршіктерінде сирек кездеседі және тек C0009 түйіршіктерінде оң анықталған.Карбонаттар матрицада фрагменттер түрінде (бірнеше жүз микроннан аз), негізінен доломиттен, кальций карбонаты мен бринеллден аз мөлшерде болады.Магнетит оқшауланған бөлшектер, фрамбоидтар, тақталар немесе сфералық агрегаттар түрінде кездеседі.Сульфидтер негізінен дұрыс емес алтыбұрышты призмалар/пластиналар немесе рельстер түрінде пирротитпен ұсынылған.Матрицада көп мөлшерде субмикронды пентландит немесе пирротитпен біріктірілген. Көміртегіге бай фазалар (өлшемі <10 мкм) филлоссиликатқа бай матрицада барлық жерде кездеседі. Көміртегіге бай фазалар (өлшемі <10 мкм) филлоссиликатқа бай матрицада барлық жерде кездеседі. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) богатой филлосиликатами матрицасында встречаются повсеместно. Көміртегіге бай фазалар (өлшемі <10 мкм) филлоссиликатқа бай матрицада барлық жерде кездеседі.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) богатой филлосиликатами матрицасында преобладают. Филлоссиликатқа бай матрицада көміртегіге бай фазалар (өлшемі <10 мкм) басым.Басқа қосымша минералдар қосымша кестеде көрсетілген.Рюгу дәндерінің (A0098, C0068) жалпы элемент құрамы да 6 CI хондритіне сәйкес келеді (кеңейтілген деректер, 2-сурет және қосымша 2-кесте).Керісінше, CM хондриттері орташа және жоғары ұшқыш элементтерде, әсіресе Mn және Zn-де таусылады, ал отқа төзімді элементтерде7 жоғары.Кейбір элементтердің концентрациясы айтарлықтай өзгереді, бұл жеке бөлшектердің кішігірім өлшемдеріне және нәтижесінде сынама алудың ауытқуына байланысты үлгінің біртексіздігінің көрінісі болуы мүмкін.Барлық петрологиялық, минералогиялық және элементтік сипаттамалар Рюгу дәндерінің CI8,9,10 хондриттеріне өте ұқсас екенін көрсетеді.Рюгу дәндерінде феррихидрит пен сульфаттың болмауы ерекше ерекшелік болып табылады, бұл CI хондриттеріндегі бұл минералдар жер үсті әсерінен түзілген деп болжайды.
a, Mg Kα (қызыл), Ca Kα (жасыл), Fe Kα (көк) және S Kα (сары) құрғақ жылтыратылған қимасының композиттік рентгендік кескіні C0068.Фракция қабаттасқан силикаттардан (қызыл: ~88 көлем%), карбонаттардан (доломит; ашық жасыл: ~1,6 көлем%), магнетиттен (көк: ~5,3 көлем%) және сульфидтерден (сары: сульфид = ~2,5% көлем. эссе. b, кері шашыраған электрондардағы контур аймағының суреті. a. Brulfide – сульфидтер; – сульфид; ite;шырын – сабын тас;Srp – серпентин.c, сәйкесінше 0,7 нм және 1,1 нм серпентиндік және сапониттік тор жолақтарын көрсететін әдеттегі сапонит-серпентиндік өсудің жоғары ажыратымдылықтағы трансмиссиялық электронды микроскопиялық (TEM) суреті.
Ryugu A0037 (тұтас қызыл шеңберлер) және C0068 (қатты көк шеңберлер) бөлшектерінің матрицасының және қабатты силикатының (% бойынша) құрамы (Si+Al)-Mg-Fe үштік жүйесінде көрсетілген.a, CI хондриттеріне (Ivuna, Orgueil, Alais)16 қарсы сызылған Электрондық зонд микроанализінің (EPMA) нәтижелері салыстыру үшін сұр түспен көрсетілген.b, Orgueil9 және Murchison46 метеориттерімен және гидратталған IDP47мен салыстыру үшін көрсетілген сканерлеу TEM (STEM) және энергетикалық дисперсиялық рентгендік спектроскопия (EDS) талдауы.Темір сульфидінің ұсақ бөлшектерін болдырмай, ұсақ түйіршікті және ірі түйіршікті филлосиликаттар талданды.a және b нүктелеріндегі нүктелі сызықтар сапонит пен серпентиннің еру сызықтарын көрсетеді.а-дағы темірге бай құрам EPMA талдауының кеңістіктік рұқсатымен жоққа шығарыла алмайтын қабатталған силикат түйірлеріндегі субмикронды темір сульфидінің түйіршіктеріне байланысты болуы мүмкін.b құрамындағы сапониттен жоғары Si мазмұны бар деректер нүктелері филлосиликаттар қабатының аралықтарында наноөлшемді аморфты кремнийге бай материалдың болуынан туындауы мүмкін.Талдаулар саны: A0037 үшін N=69, EPMA үшін N=68, C0068 үшін N=68, A0037 үшін N=19 және STEM-EDS үшін C0068 үшін N=27.c, Ryugu C0014-4 триоксиді бөлшектерінің изотоптық картасы хондрит мәндерімен CI (Orgueil), CY (Y-82162) және әдебиет деректерімен (CM және C2-ung) 41,48,49 салыстырылды.Біз Orgueil және Y-82162 метеориттері туралы мәліметтер алдық.CCAM - сусыз көміртекті хондрит минералдарының сызығы, TFL - жерді бөлу сызығы.d, Δ17O және δ18O Ryugu бөлшектерінің C0014-4 карталары, CI хондриті (Orgueil) және CY хондриті (Y-82162) (осы зерттеу).Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1 мәні.Δ17O_Orgueil: Orgueil үшін орташа Δ17O мәні.Δ17O_Y-82162: Y-82162 үшін орташа Δ17O мәні.41, 48, 49 әдебиеттеріндегі CI және CY деректері де салыстыру үшін көрсетілген.
Оттегінің массалық изотоптық талдауы лазерлік фторлау арқылы түйіршікті C0014 алынған материалдың 1,83 мг үлгісінде орындалды (әдістер).Салыстыру үшін біз Orgueil (CI) жеті данасын (жалпы массасы = 8,96 мг) және Y-82162 (CY) жеті данасын (жалпы массасы = 5,11 мг) (3-қосымша кесте) шығардық.
Суретте.2d Y-82162 салыстырғанда Orgueil және Ryugu орташа салмақ бөлшектері арасындағы Δ17O және δ18O айқын бөлінуін көрсетеді.Ryugu C0014-4 бөлшектерінің Δ17O 2 sd қабаттасуына қарамастан, Orgeil бөлшектерінен жоғары.Оргейлмен салыстырғанда Рюгу бөлшектерінің Δ17O мәндері жоғары, бұл оның 1864 жылы құлағаннан бергі жер үсті ластануын көрсетуі мүмкін. Жер бетіндегі ауа-райы11 міндетті түрде атмосфералық оттегінің қосылуына әкеліп соғады, бұл жалпы талдауды жер үсті бөлігіне (FLT) жақындатады.Бұл тұжырым Рюгу дәндерінде гидраттар немесе сульфаттар жоқ, ал Оргейлде бар деген минералогиялық деректермен (бұрын талқыланған) сәйкес келеді.
Жоғарыда келтірілген минералогиялық деректерге сүйене отырып, бұл нәтижелер Рюгу дәндері мен CI хондриттері арасындағы байланысты қолдайды, бірақ CY хондриттерінің байланысын жоққа шығарады.Рюгу дәндерінің сусыздану минералогиясының айқын белгілерін көрсететін CY хондриттерімен байланыспауы таң қалдырады.Рюгудың орбиталық бақылаулары оның сусызданудан өткенін және сондықтан CY материалынан тұратынын көрсетеді.Бұл айқын айырмашылықтың себептері әлі белгісіз.Басқа Рюгу бөлшектерінің оттегі изотоптарының талдауы 12-қосымша қағазда ұсынылған. Дегенмен, бұл кеңейтілген деректер жинағының нәтижелері де Рюгу бөлшектері мен CI хондриттері арасындағы байланысқа сәйкес келеді.
Үйлестірілген микроанализ әдістерін қолдана отырып (қосымша 3-сурет) біз C0068.25 фокусталған иондық сәулелік фракцияның (FIB) бүкіл бетіндегі органикалық көміртектің кеңістіктік таралуын зерттедік (3a-f-суреттер).Жұқа құрылым көміртектің рентгендік жұтылу спектрі (NEXAFS) C0068.25 бөлімінде жақын шетте бірнеше функционалды топтарды көрсетеді – ароматты немесе C=C (285,2 эВ), C=O (286,5 эВ), CH (287,5 эВ) және C( =O)O (288,8 эВ) және C( =O)O (288,8 эВ ене 9 графикте – ab73 г. а), бұл жылулық ауытқудың төмен дәрежесін білдіреді.C0068.25 жартылай органикалық заттардың күшті CH шыңы (287,5 эВ) бұрын зерттелген көміртекті хондриттердің ерімейтін органикалықтарынан ерекшеленеді және Stardust миссиясы арқылы алынған IDP14 және комета бөлшектеріне көбірек ұқсас.287,5 эВ кезінде күшті CH шыңы және 285,2 эВ кезінде өте әлсіз ароматты немесе C=C шыңы органикалық қосылыстардың алифатты қосылыстарға бай екенін көрсетеді (3а-сурет және қосымша 3а-сурет).Алифатты органикалық қосылыстарға бай аймақтар ірі түйіршікті филлосиликаттарда, сондай-ақ хош иісті (немесе С=С) көміртекті құрылымы нашар аймақтарда локализацияланған (3в,г-сурет).Керісінше, A0037,22 (Қосымша 3-сурет) алифатты көміртегіге бай аймақтардың төменгі мазмұнын ішінара көрсетті.Бұл дәндердің негізгі минералогиясы CI 16 хондритіне ұқсас карбонаттарға бай, бұл бастапқы судың ауқымды өзгеруін болжайды (қосымша 1 кесте).Тотығу жағдайлары карбонаттармен байланысқан органикалық қосылыстардағы карбонил және карбоксил функционалдық топтарының жоғары концентрациясын қолайлы етеді.Алифатты көміртекті құрылымдары бар органикалық заттардың субмикрондық таралуы ірі түйіршікті қабаттық силикаттардың таралуынан өте өзгеше болуы мүмкін.Филлосиликат-OH-мен байланысты алифаттық органикалық қосылыстардың белгілері Тағыш көлінің метеоритінен табылды.Үйлестірілген микроаналитикалық деректер алифатты қосылыстарға бай органикалық заттардың С типті астероидтарда кең таралған және филлосиликаттармен тығыз байланысты болуы мүмкін екенін көрсетеді.Бұл тұжырым MicroOmega, жақын инфрақызыл гиперспектрлік микроскоп көрсеткен Рюгу бөлшектеріндегі алифатикалық/ароматты CH туралы алдыңғы есептерге сәйкес келеді.Маңызды және шешімін таппаған мәселе - бұл зерттеуде байқалған ірі түйіршікті филлосиликаттармен байланысты алифаттық көміртегіге бай органикалық қосылыстардың бірегей қасиеттері тек Рюгу астероидында табыла ма?
a, NEXAFS көміртек спектрлері хош иісті (C=C) бай аймақта (қызыл), алифаттарға бай аймақта (жасыл) және матрицада (көк) 292 эВ дейін қалыпқа келтірілген.Сұр сызық - салыстыру үшін Murchison 13 ерімейтін органикалық спектр.au, арбитраждық бөлім.b, Сканерлеуші ​​трансмиссиялық рентгендік микроскопия (STXM) көміртегі K-шеті спектрлік кескіні, қимада көміртегі басым екенін көрсетеді.c, хош иісті (C=C) бай аймақтары (қызыл), алифатикалық бай аймақтары (жасыл) және матрицасы (көк) бар RGB композиттік сызбасы.г, алифатты қосылыстарға бай органикалық заттар ірі түйіршікті филлосиликатта шоғырланған, ауданы b және c-дегі ақ нүктелі жәшіктерден ұлғайған.e, үлкен наносфералар (ng-1) b және c ішіндегі ақ нүктелі қораптан ұлғайтылған аймақта.үшін: пирротит.Pn: никель-хромит.F, Nanoscale екінші ион масс-спектрометриясы (нанозим), сутегі (1х), көміртек (12С), ал 1-δ1;
Мурчисон метеориттеріндегі органикалық заттардың деградациясының кинетикалық зерттеулері Рюгу дәндеріне бай алифатты органикалық заттардың гетерогенді таралуы туралы маңызды ақпаратты бере алады.Бұл зерттеу органикалық заттардағы алифаттық CH байланыстары бастапқыда шамамен 30°C максималды температураға дейін сақталатынын және/немесе уақыт-температура қатынастарына байланысты өзгеретінін көрсетеді (мысалы, 100°C температурада 200 жыл және 0°C 100 миллион жыл)..Егер прекурсор берілген температурада белгілі бір уақыттан артық қыздырылмаса, филлоссиликатқа бай алифатты органикалық заттардың бастапқы таралуы сақталуы мүмкін.Дегенмен, бастапқы тау жыныстары суының өзгеруі бұл интерпретацияны қиындатуы мүмкін, өйткені карбонатқа бай A0037 филлосиликаттармен байланысты көміртегіге бай алифаттық аймақтарды көрсетпейді.Бұл төмен температураның өзгеруі шамамен Рюгу дәндерінде текше дала шпатының болуына сәйкес келеді (Қосымша 1-кесте) 20.
C0068.25 фракциясы (ng-1; 3a–c,e-суреттер) жоғары ароматты (немесе C=C), орташа алифатты және C(=O)O және C=O әлсіз спектрлерін көрсететін үлкен наносфераны қамтиды..Алифаттық көміртектің қолтаңбасы хондриттермен байланысты көлемді ерімейтін органикалық және органикалық наносфералардың қолтаңбасына сәйкес келмейді (3а-сурет) 17,21.Тағыш көліндегі наносфералардың раман және инфрақызыл спектроскопиялық талдауы олардың алифатты және тотыққан органикалық қосылыстардан және күрделі құрылымды ретсіз полициклді ароматты органикалық қосылыстардан тұратынын көрсетті22,23.Қоршаған матрицада алифатты қосылыстарға бай органикалық заттар болғандықтан, ng-1-дегі алифаттық көміртегінің белгісі аналитикалық артефакт болуы мүмкін.Бір қызығы, ng-1 құрамында ендірілген аморфты силикаттар бар (3e-сурет), бұл текстураның ешбір жерүсті органикалықтары туралы әлі хабарланбаған.Аморфты силикаттар ng-1 табиғи компоненттері болуы мүмкін немесе талдау кезінде ион және/немесе электронды сәуле арқылы сулы/сусыз силикаттардың аморфизациясы нәтижесінде пайда болады.
C0068.25 секциясының (3f-сурет) NanoSIMS иондық кескіндері 30,811‰ үлкен 13C байытылуы бар presolar дәндерін қоспағанда, δ13C және δ15N біркелкі өзгерістерін көрсетеді (3f-суреттегі δ13C суретіндегі PG-1) (Қосымша).Рентгендік элементар астық кескіндері және жоғары ажыратымдылықтағы TEM кескіндері тек көміртегі концентрациясын және графитке сәйкес келетін 0,3 нм базальды жазықтықтар арасындағы қашықтықты көрсетеді.Бір қызығы, ірі түйіршікті филлосиликаттармен байланысты алифаттық органикалық заттармен байытылған δD (841 ± 394‰) және δ15N (169 ± 95‰) мәндері бүкіл C (δD = 529‰ ±) аймағы бойынша орташа деңгейден сәл жоғары болып шықты.‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25 (Қосымша 4 кесте).Бұл бақылау ірі түйіршікті филлосиликаттардағы алифатқа бай органикалық заттар қоршаған органикалықтарға қарағанда қарабайыр болуы мүмкін екенін көрсетеді, өйткені соңғылары бастапқы денеде қоршаған сумен изотоптық алмасуға ұшыраған болуы мүмкін.Сонымен қатар, бұл изотоптық өзгерістер бастапқы түзілу процесіне де қатысты болуы мүмкін.CI хондриттеріндегі ұсақ түйіршікті қабатты силикаттар бастапқы ірі түйіршікті сусыз силикат шоғырларының үздіксіз өзгеруі нәтижесінде түзілген деп түсіндіріледі.Алифатикалық заттарға бай органикалық заттар күн жүйесі пайда болғанға дейін протопланетарлық дискідегі немесе жұлдыз аралық ортадағы прекурсорлық молекулалардан түзілген болуы мүмкін, содан кейін Рюгу (үлкен) аналық дененің су өзгерістері кезінде аздап өзгерген. Рюгудың мөлшері (<1,0 км) су минералдарын қалыптастыру үшін судың өзгеруі үшін ішкі жылуды жеткілікті түрде ұстап тұру үшін тым кішкентай. Рюгудың мөлшері (<1,0 км) су минералдарын қалыптастыру үшін судың өзгеруі үшін жеткілікті ішкі жылуды ұстап тұру үшін тым кішкентай. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения с образованием водных минералов25. Көлемі (<1,0 км) Рюгу су минералдарын қалыптастыру үшін судың өзгеруі үшін жеткілікті ішкі жылуды сақтау үшін тым кішкентай. 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氩2。 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氩2。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло үшін изменения воды с образованием водных минералов25. Рюгу көлемі (<1,0 км) су минералдарын түзу үшін суды өзгерту үшін ішкі жылуды қолдау үшін тым кішкентай.Сондықтан ондаған шақырымдық Ryugu предшественниктері қажет болуы мүмкін.Алифатты қосылыстарға бай органикалық заттар ірі түйіршікті филлосиликаттармен байланысуына байланысты өзінің бастапқы изотоптық қатынасын сақтай алады.Дегенмен, изотоптық ауыр тасымалдаушылардың нақты табиғаты осы FIB фракцияларындағы әртүрлі компоненттердің күрделі және нәзік араласуына байланысты белгісіз болып қалады.Бұл Рюгу түйіршіктеріндегі алифатты қосылыстарға бай органикалық заттар немесе оларды қоршап тұрған ірі филлосиликаттар болуы мүмкін.Барлық дерлік көміртекті хондриттердегі органикалық заттар (соның ішінде CI хондриттері) CM Paris 24, 26 метеориттерін қоспағанда, филлосиликаттарға қарағанда D-ге бай болатынын ескеріңіз.
A0002.23 және A0002.26, A0037.22 және A0037.23 және C0068.23, C0068.25 және C0068.26 R үшін алынған FIB тілімдерінің δD және δ15N көлемінің сызбалары (A0002.23 және A0002.26 үш бөліктен тұратын FIB бөліктерінің жиынтығы) NanoSIMS күн жүйесінің басқа объектілерімен суретте көрсетілген.4 (Қосымша 4-кесте)27,28.A0002, A0037 және C0068 профильдеріндегі δD және δ15N көлемінің өзгерістері IDP-дегі өзгерістерге сәйкес келеді, бірақ CM және CI хондриттеріне қарағанда жоғары (Cурет 4).Комета 29 үлгісі үшін δD мәндерінің диапазоны (-240 пен 1655‰) Рюгуден үлкенірек екенін ескеріңіз.Рюкю профильдерінің δD және δ15N көлемдері, әдетте, Юпитер тұқымдасының кометалары мен Оорт бұлттары үшін орташадан аз (4-сурет).CI хондриттерінің төменгі δD мәндері осы үлгілердегі жер үсті ластануының әсерін көрсетуі мүмкін.Bells, Tagish көлі және IDP арасындағы ұқсастықтарды ескере отырып, Рюгу бөлшектеріндегі δD және δN мәндерінің үлкен гетерогенділігі ерте күн жүйесіндегі органикалық және сулы композициялардың бастапқы изотоптық белгілерінің өзгеруін көрсетуі мүмкін.Рюгу және IDP бөлшектеріндегі δD және δN ұқсас изотоптық өзгерістер екеуі де бір көзден алынған материалдан пайда болуы мүмкін екенін көрсетеді.IDP-лер кометалық көздерден шыққан деп есептеледі 14 .Сондықтан Рюгу комета тәрізді материалды және/немесе кем дегенде сыртқы күн жүйесін қамтуы мүмкін.Дегенмен, бұл (1) негізгі денедегі сферулитті және D-қа бай судың қоспасы 31 және (2) кометалық белсенділіктің функциясы ретінде кометаның D/H қатынасы 32 себебінен бұл біз айтқаннан қиынырақ болуы мүмкін.Дегенмен, Рюгу бөлшектеріндегі сутегі мен азот изотоптарының байқалған гетерогенділігінің себептері, ішінара бүгінгі таңда қол жетімді талдаулардың шектеулі санына байланысты толық түсінілмейді.Сутегі және азот изотоптары жүйелерінің нәтижелері әлі күнге дейін Рюгуда Күн жүйесінен тыс материалдардың көп бөлігі болуы мүмкіндігін арттырады және осылайша кометаларға ұқсастықты көрсете алады.Рюгу профилі δ13C және δ15N арасындағы айқын корреляцияны көрсетті (қосымша 4 кесте).
Рюгу бөлшектерінің жалпы H және N изотоптық құрамы (қызыл шеңберлер: A0002, A0037; көк шеңберлер: C0068) күн магнитудасы 27, Юпитер орташа тобы (JFC27) және Оорт бұлт кометалары (OCC27), IDP28 және көміртекті хондрулалармен корреляцияланады.27 метеоритті салыстыру (CI, CM, CR, C2-ung).Изотоптық құрам қосымша 4-кестеде келтірілген. Нүктелі сызықтар H және N үшін жер бетіндегі изотоп мәндері болып табылады.
Ұшпа заттардың (мысалы, органикалық заттар мен су) Жерге тасымалдануы алаңдаушылық туғызады26,27,33.Осы зерттеуде анықталған Рюгу бөлшектеріндегі ірі филлосиликаттармен байланысты субмикронды органикалық заттар ұшпа заттардың маңызды көзі болуы мүмкін.Ірі түйіршікті филлосиликаттардағы органикалық заттар ұсақ түйіршікті матрицалардағы органикалық заттарға қарағанда ыдыраудан16,34 және ыдыраудан35 жақсы қорғалған.Бөлшектердегі сутегінің ауыр изотоптық құрамы олардың ерте Жерге тасымалданатын ұшпа заттардың жалғыз көзі болуы екіталай екенін білдіреді.Жақында силикаттарда күн желінің әсерінен судың болуы туралы гипотезада ұсынылғандай, оларды жеңілірек сутегі изотоптық құрамы бар компоненттермен араластыруға болады.
Бұл зерттеуде біз CI метеориттері күн жүйесінің жалпы құрамының өкілдері ретіндегі геохимиялық маңыздылығына қарамастан,6,10 жер үсті ластанған үлгілер екенін көрсетеміз.Біз сондай-ақ бай алифатты органикалық заттар мен көршілес су минералдарының өзара әрекеттесуіне тікелей дәлел келтіреміз және Рюгуда күннен тыс материал болуы мүмкін деп болжаймыз37.Бұл зерттеудің нәтижелері протоастероидтардың тікелей сынамаларын алудың маңыздылығын және қайтарылған үлгілерді толығымен инертті және стерильді жағдайларда тасымалдау қажеттілігін айқын көрсетеді.Мұнда келтірілген дәлелдер Рюгу бөлшектері зертханалық зерттеулер үшін қол жетімді күн жүйесінің ең ластанбаған материалдарының бірі екенін көрсетеді және осы бағалы үлгілерді одан әрі зерттеу күн жүйесінің ерте процестері туралы түсінігімізді кеңейтетіні сөзсіз.Рюгу бөлшектері - Күн жүйесінің жалпы құрамының ең жақсы көрінісі.
Субмикрондық масштабтағы үлгілердің күрделі микроқұрылымы мен химиялық қасиеттерін анықтау үшін біз синхротронды сәулелену негізіндегі компьютерлік томографияны (SR-XCT) және SR рентгендік дифракциясын (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM талдауын қолдандық.Жер атмосферасының әсерінен деградация, ластану және ұсақ бөлшектердің немесе механикалық үлгілердің зақымдануы жоқ.Осы уақытта біз сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM)-EDS, EPMA, XRD, нейтронды активтендірудің аспаптық талдауы (INAA) және лазерлік оттегі изотопын фторлау жабдығын пайдаланып жүйелі көлемдік талдау жүргіздік.Талдау процедуралары Қосымша 3-суретте көрсетілген және әрбір талдау келесі бөлімдерде сипатталған.
Рюгу астероидінің бөлшектері Hayabusa-2 қайта кіру модулінен алынып, Жер атмосферасын ластамай, Жапонияның Сагамихара қаласындағы JAXA басқару орталығына жеткізілді4.JAXA басқаратын мекемеде бастапқы және бүлдірмейтін сипаттамадан кейін қоршаған ортаға кедергі келтірмеу үшін тығыздалатын алаң аралық тасымалдау контейнерлері мен үлгі капсула қалталарын (диаметрі 10 немесе 15 мм сапфир кристалы және баспайтын болат, үлгі өлшеміне байланысты) пайдаланыңыз.қоршаған орта.y және/немесе жердегі ластаушы заттар (мысалы, су буы, көмірсутектер, атмосфералық газдар және ұсақ бөлшектер) және үлгілерді дайындау және институттар мен университеттер арасында тасымалдау кезінде сынамалар арасындағы айқаспалы ластану38.Жер атмосферасымен (су буы және оттегі) өзара әрекеттесу нәтижесінде деградация мен ластануды болдырмау үшін үлгіні дайындаудың барлық түрлері (оның ішінде тантал қашауымен кесу, теңдестірілген алмас сымды арамен (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) және эпоксидті кесу) орнатуға дайындау) қолғап жәшігінде таза құрғақ ° C ° -020 ° C температурада жүргізілді. ppm).Мұнда қолданылатын барлық заттар әртүрлі жиіліктегі ультрадыбыстық толқындар арқылы ультра таза су мен этанол комбинациясы арқылы тазартылады.
Мұнда біз Антарктикалық метеориттерді зерттеу орталығының (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 және CY: Y 980115) Ұлттық полярлық зерттеу институтының (NIPR) метеориттер жинағын зерттейміз.
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS және TEM талдауына арналған құралдар арасында тасымалдау үшін біз алдыңғы зерттеулерде сипатталған әмбебап ультра жұқа үлгі ұстағышын қолдандық38.
Рюгу үлгілерінің SR-XCT талдауы BL20XU/SPring-8 біріктірілген КТ жүйесі арқылы орындалды.Біріктірілген КТ жүйесі әртүрлі өлшеу режимдерінен тұрады: кең көру өрісі және үлгінің бүкіл құрылымын түсіру үшін төмен ажыратымдылық (WL) режимі, тар көру өрісі және үлгі аумағын дәл өлшеу үшін жоғары ажыратымдылық (NH) режимі.үлгі көлемінің дифракциялық үлгісін алу үшін қызығушылық пен рентгенография, және үлгідегі көлденең жазық минералдық фазалардың 2D диаграммасын алу үшін XRD-CT орындаңыз.Барлық өлшемдерді CT және XRD-CT өлшемдерін дәл жүргізуге мүмкіндік беретін үлгі ұстағышты негізден шығару үшін кірістірілген жүйені пайдаланбай орындауға болатынын ескеріңіз.WL режиміндегі рентгендік детектор (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) қосымша 4608 × 4608 пиксельдік металл оксиді-жартылай өткізгіш (CMOS) камерасымен (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) сцинтилляторы бар, қалыңдығы 10 лютетий мен алюминийден (cAl502) тұратын сцинтиллятормен жабдықталған. реле линзасы.WL режиміндегі пиксель өлшемі шамамен 0,848 мкм құрайды.Осылайша, WL режиміндегі көру өрісі (FOV) офсеттік CT режимінде шамамен 6 мм құрайды.NH режиміндегі рентгендік детектор (BM AA50; Hamamatsu Photonics) қалыңдығы 20 мкм гадолиний-алюминий-галлий гранатымен (Gd3Al2Ga3O12) сцинтиллятормен, 2048 × 2 пиксель рұқсатымен CMOS камерасымен (C11440-22CU) жабдықталған;Hamamatsu Photonics) және ×20 линзасы.NH режиміндегі пиксел өлшемі ~0,25 мкм және көру өрісі ~0,5 мм.XRD режиміне арналған детектор (BM AA60; Hamamatsu Photonics) қалыңдығы 50 мкм P43 (Gd2O2S: Tb) ұнтақ экранынан, 2304 × 2304 пиксельді ажыратымдылықтағы CMOS камерасынан (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) және линзадан тұратын сцинтиллятормен жабдықталған.Детектордың тиімді пиксель өлшемі 19,05 мкм және көру өрісі 43,9 мм2.FOV арттыру үшін біз WL режимінде офсеттік CT процедурасын қолдандық.КТ реконструкциялау үшін жіберілген жарық кескіні айналу осінің айналасында көлденең шағылған 180° - 360° диапазонындағы кескіннен және 0° - 180° диапазонындағы кескіннен тұрады.
XRD режимінде рентген сәулесі Френель аймағының пластинасымен фокусталады.Бұл режимде детектор үлгінің артына 110 мм, ал сәуленің тоқтауы детектордан 3 мм алда орналасады.2θ диапазонындағы 1,43°-тан 18,00°-қа дейінгі дифракциялық кескіндер (тор қадамы d = 16,6–1,32 Å) детектордың көру өрісінің төменгі жағына бағытталған рентгендік нүктемен алынды.Үлгі әрбір тік сканерлеу қадамы үшін жарты айналыммен тұрақты аралықпен тігінен қозғалады.Егер минералды бөлшектер 180°-қа бұрылғанда Брегг шартын қанағаттандырса, горизонталь жазықтықта минералды бөлшектердің дифракциясын алуға болады.Содан кейін дифракциялық кескіндер әрбір тік сканерлеу қадамы үшін бір кескінге біріктірілді.SR-XRD-CT талдау шарттары SR-XRD талдауына арналған шарттармен дерлік бірдей.XRD-CT режимінде детектор үлгіден 69 мм артта орналасқан.2θ диапазонындағы дифракциялық кескіндер 1,2°-тан 17,68°-қа дейін (d = 19,73-1,35 Å) диапазонында, мұнда рентген сәулесі де, сәулені шектегіш те детектордың көру өрісінің ортасына сәйкес келеді.Үлгіні көлденеңінен сканерлеңіз және үлгіні 180° бұраңыз.SR-XRD-CT кескіндері пиксельдік мәндер ретінде ең жоғары минералды интенсивтіліктермен қайта құрылды.Көлденең сканерлеу кезінде үлгі әдетте 500–1000 қадаммен сканерленеді.
Барлық эксперименттер үшін рентгендік энергия 30 кВ-та бекітілді, өйткені бұл диаметрі шамамен 6 мм болатын метеориттерге рентген сәулелерінің енуінің төменгі шегі.180° бұру кезінде барлық CT өлшемдері үшін алынған кескіндер саны 1800 (офсеттік CT бағдарламасы үшін 3600) және кескіндердің экспозиция уақыты WL режимі үшін 100 мс, NH режимі үшін 300 мс, XRD үшін 500 мс және 50 мс болды.XRD-CT мс үшін мс.Үлгіні сканерлеудің әдеттегі уақыты WL режимінде шамамен 10 минут, NH режимінде 15 минут, XRD үшін 3 сағат және SR-XRD-CT үшін 8 сағат.
КТ кескіндері конволюционды кері проекция арқылы қалпына келтірілді және 0-ден 80 см-1-ге дейінгі сызықтық әлсіреу коэффициенті үшін қалыпқа келтірілді.3D деректерін талдау үшін Slice бағдарламалық құралы, ал XRD деректерін талдау үшін muXRD бағдарламалық құралы пайдаланылды.
Эпоксидпен бекітілген Ryugu бөлшектері (A0029, A0037, C0009, C0014 және C0068) құрғақ жағдайда 0,5 мкм (3М) гауһар тасты пленка деңгейіне дейін бетінде біртіндеп жылтыратылды, бұл жылтырату процесі кезінде материалдың бетке тиюін болдырмайды.Әрбір үлгінің жылтыратылған беті алдымен жарық микроскопиясы арқылы зерттелді, содан кейін энергия дисперсиялық спектрометрімен (AZtec) жабдықталған JEOL JSM-7100F SEM көмегімен үлгілердің минералогиясы мен текстуралық кескіндерін (BSE) және сапалы NIPR элементтерін алу үшін кері шашыраған электрондар зерттелді.энергия) сурет.Әрбір үлгі үшін негізгі және қосалқы элементтердің мазмұны электронды зонд микроанализері (EPMA, JEOL JXA-8200) көмегімен талданды.Филлосиликатты және карбонатты бөлшектерді 5 нА, табиғи және синтетикалық эталондарды 15 кВ, сульфидтер, магнетит, оливин және 30 нА пироксенді талдау.Модальдық бағалар элемент карталары мен BSE кескіндерінен ImageJ 1.53 бағдарламалық құралын пайдаланып, әрбір минерал үшін ерікті түрде белгіленген тиісті шекті мәндерімен есептелді.
Оттегі изотопының талдауы Ашық университетте (Милтон Кейнс, Ұлыбритания) инфрақызыл лазерлік фторлау жүйесі арқылы жүргізілді.Hayabusa2 үлгілері нысандар арасында тасымалдау үшін азот толтырылған контейнерлерде Open University 38-ге жеткізілді.
Үлгіні жүктеу оттегі деңгейі 0,1% төмен бақыланатын азотты қолғап қорапшасында орындалды.Hayabusa2 аналитикалық жұмысы үшін тек екі үлгі тесігінен (диаметрі 2,5 мм, тереңдігі 5 мм) тұратын жаңа Ni үлгі ұстағышы жасалды, біреуі Hayabusa2 бөлшектері үшін және екіншісі обсидианның ішкі стандарты үшін.Талдау кезінде Hayabusa2 материалы бар үлгі ұңғымасы лазерлік реакция кезінде үлгіні ұстау үшін қалыңдығы шамамен 1 мм және диаметрі 3 мм ішкі BaF2 терезесімен жабылған.Үлгіге BrF5 ағыны Ni үлгі ұстағышында кесілген газ араластыру арнасы арқылы қамтамасыз етілді.Үлгі камерасы сонымен қатар оны вакуумды фторлау сызығынан шығарып, содан кейін азот толтырылған қолғап қорапшасында ашуға болатындай етіп қайта конфигурацияланды.Екі бөліктен тұратын камера мыс тығыздалған қысқыш тығыздағышпен және EVAC Quick Release CeFIX 38 шынжырлы қысқышымен тығыздалған.Камераның үстіңгі жағындағы қалыңдығы 3 мм BaF2 терезесі үлгіні бір уақытта бақылауға және лазерлік қыздыруға мүмкіндік береді.Үлгіні жүктегеннен кейін камераны қайтадан қысып, фторланған желіге қайта қосыңыз.Талдау алдында үлгі камерасы кез келген адсорбцияланған ылғалды кетіру үшін түні бойы вакуумда шамамен 95°C дейін қыздырылды.Түнде қыздырғаннан кейін камераны бөлме температурасына дейін салқындатуға рұқсат етілді, содан кейін үлгіні тасымалдау кезінде атмосфераға ұшыраған бөлік ылғалды кетіру үшін BrF5 үш аликвотымен тазартылды.Бұл процедуралар Hayabusa 2 үлгісінің атмосфераға ұшырамауын және үлгіні жүктеу кезінде атмосфераға шығарылатын фторланған желі бөлігінен ылғалмен ластанбауын қамтамасыз етеді.
Ryugu C0014-4 және Orgueil (CI) бөлшектер үлгілері модификацияланған «бір» режимде42 талданды, ал Y-82162 (CY) талдауы бірнеше үлгі ұңғымалары бар бір науада орындалды41.Олардың сусыз құрамына байланысты CY хондриттері үшін бір әдісті қолдану қажет емес.Үлгілер Photon Machines Inc. инфрақызыл CO2 лазерінің көмегімен қыздырылды.BrF5 болған кезде XYZ порталына орнатылған 50 Вт (10,6 мкм) қуаты.Кіріктірілген бейнежүйе реакцияның барысын бақылайды.Фторлаудан кейін босатылған O2 кез келген артық фторды кетіру үшін екі криогенді азот ұстағышын және қыздырылған KBr қабатын пайдаланып сүртілді.Тазартылған оттегінің изотоптық құрамы Thermo Fisher MAT 253 қос арналы масс-спектрометрінде 200-ге жуық массалық рұқсатпен талданды.
Кейбір жағдайларда үлгінің реакциясы кезінде бөлінетін газ тәрізді O2 мөлшері 140 мкг-дан аз болды, бұл MAT 253 масс-спектрометрінде сильфонды құрылғыны пайдаланудың шамамен шегі болып табылады.Мұндай жағдайларда талдау үшін микрокөлемдерді пайдаланыңыз.Hayabusa2 бөлшектерін талдағаннан кейін обсидианның ішкі стандарты фторланған және оның оттегі изотопының құрамы анықталды.
NF+ NF3+ фрагментінің иондары массасы 33 (16O17O) сәулеге кедергі жасайды.Бұл ықтимал мәселені жою үшін үлгілердің көпшілігі криогенді бөлу процедуралары арқылы өңделеді.Мұны MAT 253 талдауына дейін алға бағытта немесе талданған газды арнайы молекулалық елекке қайтару және криогендік бөлуден кейін оны қайта өткізу арқылы екінші талдау ретінде жасауға болады.Криогенді бөлу сұйық азот температурасында молекулалық елекке газды беруді, содан кейін оны -130°С температурада бастапқы молекулалық елекке жіберуді қамтиды.Кең ауқымды сынақтар NF+ бірінші молекулярлық електе қалатынын және бұл әдісті қолдану арқылы маңызды фракциялар болмайтынын көрсетті.
Ішкі обсидиандық стандарттарымызды қайталама талдаулар негізінде сильфон режиміндегі жүйенің жалпы дәлдігі: δ17O үшін ±0,053‰, δ18O үшін ±0,095‰, Δ17O үшін ±0,018‰ (2 sd).Оттегі изотопының талдауы стандартты дельта белгілеуінде берілген, мұнда delta18O келесі түрде есептеледі:
Сондай-ақ δ17O үшін 17O/16O қатынасын пайдаланыңыз.VSMOW – Вена теңізінің орташа суы стандартының халықаралық стандарты.Δ17O жердің фракциялау сызығынан ауытқуды білдіреді, ал есептеу формуласы: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O.Қосымша 3-кестеде келтірілген барлық деректер бос орындар түзетілді.
Қалыңдығы шамамен 150-ден 200 нм-ге дейінгі бөліктер JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute Hitachi High Tech SMI4050 FIB құралын пайдаланып, Рюгу бөлшектерінен алынды.Нысанаралық тасымалдау үшін N2 газ толтырылған ыдыстардан шығарылғаннан кейін, барлық FIB бөлімдері өңделмеген бөлшектердің өңделмеген фрагменттерінен қалпына келтірілгенін ескеріңіз.Бұл фрагменттер SR-CT арқылы өлшенбеді, бірақ көміртегі K-шеті спектріне әсер етуі мүмкін ықтимал зақым мен ластануды болдырмау үшін жер атмосферасына аз әсер етумен өңделді.Вольфрамды қорғаныш қабатын тұндырғаннан кейін, қызығушылық аймағы (25 × 25 мкм2-ге дейін) беткі зақымдануды азайту үшін 30 кВ жеделдету кернеуінде, содан кейін 5 кВ және 40 пА зонд тогы кезінде Ga+ иондық сәулесімен кесіліп, жұқаланды.Содан кейін ультра жұқа кесінділер FIB-мен жабдықталған микроманипулятордың көмегімен үлкейтілген мыс торға (Кочи торы) 39 орналастырылды.
Ryugu A0098 (1,6303 мг) және C0068 (0,6483 мг) түйіршіктері жер атмосферасымен ешбір әрекеттесусіз SPring-8-де таза азотпен толтырылған қолғап қорапшасында таза жоғары таза полиэтилен парақтарында екі рет мөрленді.Токио Метрополитен университетінде JB-1 (Жапонияның геологиялық қызметі шығарған геологиялық анықтамалық тау жынысы) үлгісін дайындау жүргізілді.
INAA Киото университетінің Біріктірілген радиациялық және ядролық ғылымдар институтында өтеді.Үлгілер элементтерді сандық анықтау үшін қолданылатын нуклидтің жартылай ыдырау периоды бойынша таңдалған әртүрлі сәулелену циклдерімен екі рет сәулелендірілді.Алдымен үлгі пневматикалық сәулелену түтігінде 30 секунд бойы сәулелендірілді.Жылулық және жылдам нейтрондардың ағындары күріш.Mg, Al, Ca, Ti, V және Mn мазмұнын анықтау үшін 3 сәйкесінше 4,6 × 1012 және 9,6 × 1011 см-2 с-1.MgO (99,99% тазалық, Soekawa Chemical), Al (99,9% тазалық, Soekawa Chemical) және Si металы (99,999% тазалық, FUJIFILM Wako Pure Chemical) сияқты химиялық заттар да (n, n) сияқты кедергі жасайтын ядролық реакцияларды түзету үшін сәулелендірілді.Нейтрондар ағынындағы өзгерістерді түзету үшін үлгі натрий хлоридімен (99,99% тазалық; MANAC) сәулелендірілген.
Нейтронды сәулелендіруден кейін сыртқы полиэтилен қабаты жаңасымен ауыстырылды, үлгі мен сілтемеден шығарылатын гамма-сәулелену дереу Ge детекторымен өлшенді.Сол үлгілер пневматикалық сәулелену түтігінде 4 сағат бойы қайта сәулелендірілді.2 Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir және Au анықтау үшін сәйкесінше 5,6 1012 және 1,2 1012 см-2 с-1 термиялық және жылдам нейтрондық ағындарға ие.Ga, As, Se, Sb, Os, Ir және Au бақылау үлгілері екі сүзгі қағазына осы элементтердің белгілі концентрацияларының стандартты ерітінділерінің тиісті мөлшерін (10-нан 50 мкг-ға дейін) қолдану арқылы сәулелендірілді, содан кейін үлгілерді сәулелендіріп жіберді.Гамма-сәулелерді санау Киото университетінің Біріктірілген радиация және ядролық ғылымдар институтында және Токио Метрополитен университетінің RI зерттеу орталығында жүргізілді.INAA элементтерін сандық анықтауға арналған аналитикалық процедуралар мен анықтамалық материалдар алдыңғы жұмысымызда сипатталғандармен бірдей.
Рентген дифрактометрі (Rigaku SmartLab) NIPR-да Ryugu үлгілерінің A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) және C0087 (<1 мг) дифракция үлгілерін жинау үшін пайдаланылды. Рентген дифрактометрі (Rigaku SmartLab) NIPR-да Ryugu үлгілерінің A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) және C0087 (<1 мг) дифракция үлгілерін жинау үшін пайдаланылды. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) NIPR-да Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) және C0087 (<1 мг) сбора дифракционды картин образцов үшін қолданылады. NIPR-да Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) және C0087 (<1 мг) үлгілерінің дифракциялық үлгілерін жинау үшін рентгендік дифрактометр (Rigaku SmartLab) пайдаланылды.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) 和C0087 (<1 мг) 的。使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) 和C0087 (<1 мг) 的。 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) және C0087 (<1 мг) NIPR арқылы қалпына келтірілген дифрактометрлерді (Rigaku SmartLab) пайдаланады. Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) және C0087 (<1 мг) үлгілерінің рентгендік дифракция үлгілері NIPR-да рентгендік дифрактометр (Rigaku SmartLab) көмегімен алынды.Барлық үлгілер сапфир шыны пластинасының көмегімен кремний шағылыстырмайтын вафлиде ұсақ ұнтаққа айналдырылды, содан кейін ешқандай сұйықтықсыз (су немесе спирт) кремний шағылыспайтын пластинаға біркелкі таралады.Өлшеу шарттары келесідей: Cu Kα рентгендік сәулелену түтік кернеуі 40 кВ және түтік тогы 40 мА, шекті саңылау ұзындығы 10 мм, дивергенция бұрышы (1/6)°, жазықтықтағы айналу жылдамдығы 20 айн/мин, диапазоны 2θ-ден 1000000-ға дейін 2θ-ге дейін талдау жасайды.Bragg Brentano оптикасы қолданылды.Детектор бір өлшемді кремний жартылай өткізгіш детектор (D/teX Ultra 250).Cu Kβ рентген сәулелері Ni сүзгісі арқылы жойылды.Қолда бар үлгілерді пайдалана отырып, синтетикалық магний сапонитінің (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), серпентиннің (жапырақ серпентині, Миязу, Никка) және пирротиттің (моноклиникалық 4C, Чихуа, Мексика Уоттс) өлшемдері шыңдарды анықтау және халықаралық деректер орталығынан алынған (DDFffra Data Center, Dolomdi01) деректерін пайдалану үшін салыстырылды. -071-1662) және магнетит (PDF 00-019-0629).Рюгудан алынған дифракция деректері сонымен қатар гидроалтерленген көміртекті хондриттер, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 және Y 980115 CY деректерімен салыстырылды (қыздыру кезеңі III, 500–750°C).Салыстыру Оргейлмен ұқсастықтарды көрсетті, бірақ Y-791198 және Y 980115 емес.
FIB-дан жасалған үлгілердің ультра жіңішке кесінділерінің көміртегі жиегі K бар NEXAFS спектрлері Молекулалық ғылымдар институтындағы (Оказаки, Жапония) UVSOR синхротрондық қондырғысында STXM BL4U арнасы арқылы өлшенді.Френель аймағының пластинасымен оптикалық фокусталған сәуленің нүкте өлшемі шамамен 50 нм.Энергия қадамы жақын шет аймағының жұқа құрылымы үшін 0,1 эВ (283,6–292,0 эВ) және алдыңғы және артқы фронттар үшін аймақтар үшін 0,5 эВ (280,0–283,5 эВ және 292,5–300,0 эВ).әрбір сурет пикселі үшін уақыт 2 мс етіп орнатылды.Эвакуациядан кейін STXM аналитикалық камерасы шамамен 20 мбар қысыммен гелиймен толтырылды.Бұл камерадағы және үлгі ұстағыштағы рентгендік оптика жабдығының термиялық дрейфін азайтуға, сондай-ақ үлгінің зақымдалуын және/немесе тотығуды азайтуға көмектеседі.NEXAFS K-жиегі көміртегі спектрлері aXis2000 бағдарламалық құралын және STXM деректерді өңдеуге арналған меншікті бағдарламалық құралды пайдаланып жинақталған деректерден жасалды.Үлгіні тасымалдау қорабы мен қолғап қорабы үлгінің тотығуын және ластануын болдырмау үшін пайдаланылатынын ескеріңіз.
STXM-NEXAFS талдауынан кейін, JAMSTEC NanoSIMS 50L көмегімен изотопты бейнелеу арқылы Рюгу FIB кесінділерінің сутегі, көміртегі және азоттың изотоптық құрамы талданды.Көміртек пен азот изотоптарын талдау үшін шамамен 2 рА және сутегі изотоптарын талдау үшін шамамен 13 рА шоғырланған Cs+ бастапқы сәулесі үлгідегі шамамен 24 × 24 мкм2 - 30 × 30 мкм2 аумақта растрланған.Салыстырмалы түрде күшті бастапқы сәуле токында 3 минуттық алдын ала спрейден кейін әрбір талдау қайталама сәуле қарқындылығы тұрақтанғаннан кейін басталды.Көміртек және азот изотоптарын талдау үшін 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– және 12C15N– кескіндері бір уақытта шамамен 9000 массалық рұқсаты бар жеті электронды көбейткіш мультиплексті анықтау арқылы алынды, бұл барлық тиісті изотоптық қосылыстарды бөлуге жеткілікті.кедергі (яғни 12C1H 13C және 13C14N 12C15N).Сутегі изотоптарын талдау үшін үш электронды көбейткішті пайдалана отырып, көп реттік анықтаумен шамамен 3000 массалық рұқсатпен 1H-, 2D- және 12C- кескіндері алынды.Әрбір талдау көміртегі мен азот изотоптарын талдау үшін 256 × 256 пиксельден және сутегі изотоптарын талдау үшін 128 × 128 пикселден тұратын бір кескіні бар бір аймақтың сканерленген 30 кескінінен тұрады.Кешігу уақыты көміртегі мен азот изотоптарын талдау үшін пиксельге 3000 мкс және сутегі изотоптарын талдау үшін пиксельге 5000 мкс құрайды.Біз 1-гидроксибензотриазол гидратын сутегі, көміртегі және азот изотоптары стандарты ретінде аспаптық массалық фракцияларды калибрлеу үшін қолдандық45.
FIB C0068-25 профиліндегі күн алдындағы графиттің кремний изотоптық құрамын анықтау үшін біз массалық рұқсаты шамамен 9000 болатын алты электронды көбейткішті қолдандық. Суреттер пиксельге 3000 мкс кешігу уақытымен 256 × 256 пикселден тұрады.Біз сутегі, көміртегі және кремний изотоптарының стандарттары ретінде кремний пластинкаларын қолданып, массалық фракциялау құралын калибрлендірдік.
Изотоптық кескіндер NASA-ның NanoSIMS45 бейнелеу бағдарламалық құралы арқылы өңделді.Деректер электронды көбейткіштің өлі уақыты (44 нс) және квази-бір мезгілде келу әсерлері үшін түзетілді.Түсіру кезінде кескіннің ауытқуын түзету үшін әр сурет үшін әртүрлі сканерлеу туралауы.Соңғы изотоптық кескін әрбір сканерлеу пикселі үшін әрбір кескіннен қосымша иондарды қосу арқылы жасалады.
STXM-NEXAFS және NanoSIMS талдауларынан кейін бірдей FIB бөлімдері JAMSTEC, Кочиде 200 кВ жеделдету кернеуінде трансмиссиялық электронды микроскоптың (JEOL JEM-ARM200F) көмегімен зерттелді.Микроқұрылым қараңғы өрісте жарық өрісті TEM және жоғары бұрышты сканерлеу TEM көмегімен байқалды.Минералды фазалар нүктелік электронды дифракция және торлы жолақты бейнелеу арқылы анықталды, ал химиялық талдау 100 мм2 кремний дрейф детекторы және JEOL Analysis Station 4.30 бағдарламалық құралы бар ЭСҚ арқылы орындалды.Сандық талдау үшін әрбір элементке тән рентген сәулесінің қарқындылығы TEM сканерлеу режимінде 30 с тіркелген деректерді алу уақытымен, ~100 × 100 нм2 сәулелік сканерлеу аймағымен және 50 пА сәулелік токпен өлшенді.Қабатты силикаттардағы (Si + Al)-Mg-Fe қатынасы табиғи пиропагарнет стандартынан алынған қалыңдығына түзетілген k тәжірибелік коэффициенті арқылы анықталды.
Осы зерттеуде пайдаланылған барлық кескіндер мен талдаулар JAXA деректерді мұрағаттау және коммуникация жүйесінде (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2 қол жетімді.Бұл мақалада түпнұсқа деректер берілген.
Китари, К. және т.б.Hayabusa2 NIRS3 құралы арқылы бақыланған 162173 Рюгу астероидінің бетінің құрамы.Ғылым 364, 272–275.
Ким, АЖ Ямато типті көміртекті хондриттер (CY): Рюгу астероид бетінің аналогтары?Геохимия 79, 125531 (2019 ж.).
Pilorjet, S. et al.Рюгу үлгілерінің алғашқы композициялық талдауы MicroOmega гиперспектрлік микроскоптың көмегімен жасалды.Ұлттық астрон.6, 221–225 (2021).
Яда, Т. және т.б.С типті астероид Рюгудан қайтарылған Hyabusa2 үлгісінің алдын ала талдауы.Ұлттық астрон.6, 214–220 (2021).