Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүңүз). Ошол эле учурда, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн, биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Учуучу жана органикалык заттарга бай С тибиндеги астероиддер Жердеги суунун негизги булактарынын бири болушу мүмкүн. Учурда көмүртек камтыган хондриттер алардын химиялык курамы жөнүндө эң жакшы түшүнүк берет, бирок метеориттер жөнүндө маалымат бурмаланган: эң бышык түрлөрү гана атмосферага кирип, андан кийин Жердин айлана-чөйрөсү менен өз ара аракеттенип, аман калышат. Бул жерде биз Hayabusa-2 космос кемеси тарабынан Жерге жеткирилген Рюгу баштапкы бөлүкчөсүнүн деталдуу көлөмдүк жана микроаналитикалык изилдөөсүнүн жыйынтыктарын сунуштайбыз. Рюгу бөлүкчөлөрү химиялык жактан фракцияланбаган, бирок суу менен өзгөртүлгөн CI (Ивуна тибиндеги) хондриттерге курамы боюнча жакын дал келүүнү көрсөтөт, алар Күн системасынын жалпы курамынын индикатору катары кеңири колдонулат. Бул үлгү бай алифаттык органикалык заттар менен катмарлуу силикаттардын ортосундагы татаал мейкиндик байланышын көрсөтөт жана суу эрозиясы учурунда максималдуу температура 30 °C тегерегинде экенин көрсөтөт. Биз күндүн сыртындагы келип чыгышына шайкеш келген дейтерий менен диазонийдин көптүгүн таптык. Рюгу бөлүкчөлөрү - бул изилденген эң булганбаган жана ажырагыс келгин материал жана Күн системасынын жалпы курамына эң жакшы туура келет.
2018-жылдын июнь айынан 2019-жылдын ноябрь айына чейин Жапониянын Аэрокосмостук Изилдөө Агенттигинин (JAXA) Hayabusa2 космос кемеси Рюгу астероидине кеңири аралыктан изилдөө жүргүзгөн. Hayabusa-2деги Жакынкы Инфракызыл Спектрометрден (NIRS3) алынган маалыматтар Рюгу термикалык жана/же шок-метаморфтук көмүртектүү хондриттерге окшош материалдан турушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Эң жакын дал келүүчүсү - CY хондрити (Ямато түрү) 2. Рюгунун төмөн альбедосун көмүртекке бай компоненттердин көп саны, ошондой эле бөлүкчөлөрдүн өлчөмү, тешиктүүлүгү жана мейкиндиктеги аба ырайынын таасири менен түшүндүрүүгө болот. Hayabusa-2 космос кемеси Рюгага эки жолу конуп, үлгүлөрдү чогулткан. 2019-жылдын 21-февралындагы биринчи конуу учурунда беттик материал алынган, ал кайтаруучу капсуланын А бөлүмүндө сакталган, ал эми 2019-жылдын 11-июлундагы экинчи конуу учурунда материал кичинекей көчмө сокку уруучу тарабынан түзүлгөн жасалма кратердин жанынан чогултулган. Бул үлгүлөр С палатасында сакталат. JAXA тарабынан башкарылуучу жайлардагы атайын, булганбаган жана таза азот менен толтурулган камералардагы 1-этаптагы бөлүкчөлөрдүн баштапкы бузулбаган мүнөздөмөсү Рюгу бөлүкчөлөрүнүн CI4 хондриттерине эң окшош экенин жана "ар кандай деңгээлдеги вариацияны" көрсөткөнүн көрсөттү3. Рюгунун CY же CI хондриттерине окшош карама-каршы көрүнгөн классификациясын Рюгу бөлүкчөлөрүнүн деталдуу изотоптук, элементардык жана минералогиялык мүнөздөмөсү менен гана чечүүгө болот. Бул жерде келтирилген жыйынтыктар Рюгу астероидинин жалпы курамы үчүн бул эки алдын ала түшүндүрмөнүн кайсынысы эң ыктымалдуу экенин аныктоо үчүн бекем негиз болуп берет.
Кочи командасын башкаруу үчүн 2-фазага сегиз Рюгу гранулдары (жалпысынан болжол менен 60 мг), А камерасынан төртөө жана С камерасынан төртөө дайындалды. Изилдөөнүн негизги максаты - Рюгу астероидинин мүнөзүн, келип чыгышын жана эволюциялык тарыхын аныктоо, ошондой эле хондриттер, планеталар аралык чаң бөлүкчөлөрү (ИДП) жана кайтып келген кометалар сыяктуу башка белгилүү жер тышындагы үлгүлөр менен окшоштуктарды жана айырмачылыктарды документтештирүү. НАСАнын Stardust миссиясы тарабынан чогултулган үлгүлөр.
Беш Рюгу данынын (A0029, A0037, C0009, C0014 жана C0068) деталдуу минералогиялык анализи алардын негизинен майда жана ири бүртүкчөлүү филлосиликаттардан (~64–88 том; 1a, b сүрөт, Кошумча 1-сүрөт) жана кошумча 1-таблицадан тураарын көрсөттү. Ири бүртүкчөлүү филлосиликаттар майда бүртүкчөлүү, филлосиликаттарга бай матрицаларда (өлчөмү бир нече микрондон аз) пиннаттык агрегаттар катары кездешет. Катмарлуу силикат бөлүкчөлөрү серпентин-сапонит симбионттору болуп саналат (1c-сүрөт). (Si + Al)-Mg-Fe картасы ошондой эле көлөмдүү катмарлуу силикат матрицасы серпентин менен сапониттин ортосундагы аралык курамга ээ экенин көрсөтөт (2a, b сүрөт). Филлосиликат матрицасында карбонат минералдары (~2–21 көлөм), сульфид минералдары (~2,4–5,5 көлөм) жана магнетит (~3,6–6,8 көлөм) бар. Бул изилдөөдө (C0009) изилденген бөлүкчөлөрдүн биринде аз өлчөмдө (~0,5 көлөм) суусуз силикаттар (оливин жана пироксен) болгон, бул чийки Рюгу ташын түзгөн булак материалын аныктоого жардам берет5. Бул суусуз силикат Рюгу гранулдарында сейрек кездешет жана C0009 гранулунда гана оң аныкталган. Карбонаттар матрицада фрагменттер (бир нече жүз микрондон аз), көбүнчө доломит, аз өлчөмдө кальций карбонаты жана бринелл бар. Магнетит обочолонгон бөлүкчөлөр, фрамбоиддер, бляшкалар же тоголок агрегаттар катары кездешет. Сульфиддер негизинен пирротит менен туура эмес алты бурчтуу призмалар/пластиналар же латтар түрүндө көрсөтүлөт. Матрицада көп өлчөмдө субмикрондук пентландит же пирротит менен айкалышкан. Көмүртекке бай фазалар (өлчөмү <10 мкм) филлосиликатка бай матрицада бардык жерде кездешет. Көмүртекке бай фазалар (өлчөмү <10 мкм) филлосиликатка бай матрицада бардык жерде кездешет. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Көмүртекке бай фазалар (өлчөмү <10 мкм) филлосиликатка бай матрицада бардык жерде кездешет.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 матрицесинде преобладают. Филлосиликаттарга бай матрицада көмүртекке бай фазалар (<10 мкм өлчөмүндө) басымдуулук кылат.Башка кошумча минералдар 1-кошумча таблицада көрсөтүлгөн. C0087 жана A0029 жана A0037 аралашмасынын рентген дифракциялык схемасынан аныкталган минералдардын тизмеси CI (Orgueil) хондритинде аныкталганга абдан дал келет, бирок CY жана CM (Mighei тибиндеги) хондриттеринен абдан айырмаланат (кеңейтилген маалыматтар менен 1-сүрөт жана 2-кошумча сүрөт). Рюгу бүртүкчөлөрүнүн (A0098, C0068) жалпы элемент курамы 6 CI хондритине да дал келет (кеңейтилген маалыматтар, 2-сүрөт жана 2-кошумча таблица). Ал эми CM хондриттери орточо жана жогорку учуучу элементтерде, айрыкча Mn жана Znде азаят, ал эми отко чыдамдуу элементтерде7 жогору. Айрым элементтердин концентрациясы абдан айырмаланат, бул жеке бөлүкчөлөрдүн кичинекей өлчөмүнө жана натыйжада үлгү алуу бир жактуулугуна байланыштуу үлгүнүн гетерогендүүлүгүнүн чагылышы болушу мүмкүн. Бардык петрологиялык, минералогиялык жана элементтик мүнөздөмөлөр Рюгу бүртүкчөлөрүнүн CI8,9,10 хондриттерине абдан окшош экенин көрсөтүп турат. Белгилей кетчү нерсе, Рюгу бүртүкчөлөрүндө ферригидрит менен сульфаттын жоктугу, бул CI хондриттериндеги бул минералдар кургактыктын аба ырайынын таасиринен пайда болгонун көрсөтүп турат.
а, Mg Kα (кызыл), Ca Kα (жашыл), Fe Kα (көк) жана S Kα (сары) кургак жылмаланган кесиминин C0068 курама рентген сүрөтү. Фракция катмарлуу силикаттардан (кызыл: ~88 көлөм), карбонаттардан (доломит; ачык жашыл: ~1,6 көлөм), магнетиттен (көк: ~5,3 көлөм) жана сульфиддерден (сары: сульфид = ~2,5% көлөм) турат. б, а. Bru – жетиле элек; Dole – доломит; FeS – темир сульфиди; Mag – магнетит; шире – самын ташы; Srp – серпентин. в, тиешелүүлүгүнө жараша 0,7 нм жана 1,1 нм серпентин жана сапонит торчо тилкелерин көрсөткөн типтүү сапонит-серпентин өсүшүнүн жогорку чечилиштеги трансмиссиялык электрондук микроскопия (TEM) сүрөтү.
Ryugu A0037 (катуу кызыл тегерекчелер) жана C0068 (катуу көк тегерекчелер) бөлүкчөлөрүнүн матрицасынын жана катмарлуу силикатынын курамы (%) (Si+Al)-Mg-Fe үчилтик системасында көрсөтүлгөн. а, Салыштыруу үчүн боз түстө көрсөтүлгөн CI хондриттерине (Ивуна, Оргейл, Алайс)16 каршы тартылган электрондук зонддук микроанализдин (EPMA) жыйынтыктары. b, Orgueil9 жана Murchison46 метеориттери жана гидратталган IDP47 менен салыштыруу үчүн сканерлөөчү TEM (STEM) жана энергияны дисперсиялык рентген спектроскопиясынын (EDS) анализи. Майда жана ири дандуу филлосиликаттар темир сульфидинин майда бөлүкчөлөрүнөн качуу менен талданган. а жана b пунктирлериндеги чекиттүү сызыктар сапониттин жана серпентиндин эрүү сызыктарын көрсөтөт. а пунктирлериндеги темирге бай курам катмарлуу силикат бүртүкчөлөрүнүн ичиндеги субмикрондук темир сульфид бүртүкчөлөрүнөн улам келип чыгышы мүмкүн, аны EPMA анализинин мейкиндик чечилиши менен жокко чыгарууга болбойт. b курамындагы сапонитке караганда Si курамы жогору болгон маалымат чекиттери филлосиликат катмарынын аралыктарында наноөлчөмдүү аморфтук кремнийге бай материалдын болушунан келип чыгышы мүмкүн. Анализдердин саны: A0037 үчүн N=69, EPMA үчүн N=68, C0068 үчүн N=68, A0037 үчүн N=19 жана STEM-EDS үчүн C0068 үчүн N=27. c, триокси бөлүкчөсүнүн Ryugu C0014-4 изотоптук картасы CI (Orgueil), CY (Y-82162) жана адабият маалыматтары (CM жана C2-ung)41,48,49 менен хондрит маанилери менен салыштырылган. Биз Orgueil жана Y-82162 метеориттери боюнча маалыматтарды алдык. CCAM - суусуз көмүртектүү хондрит минералдарынын линиясы, TFL - кургактыкты бөлүүчү линия. d, Ryugu бөлүкчөсүнүн C0014-4, CI хондритинин (Orgueil) жана CY хондритинин (Y-82162) Δ17O жана δ18O карталары (бул изилдөө). Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1 мааниси. Δ17O_Orgueil: Orgueil үчүн орточо Δ17O мааниси. Δ17O_Y-82162: Y-82162 үчүн орточо Δ17O мааниси. Салыштыруу үчүн 41, 48, 49 адабияттардан алынган CI жана CY маалыматтары да көрсөтүлгөн.
Кычкылтектин массалык изотоптук анализи гранулдуу C0014төн лазердик фторлоо жолу менен алынган материалдын 1,83 мг үлгүсүндө жүргүзүлдү (Методдор). Салыштыруу үчүн, биз Orgueil (CI) (жалпы массасы = 8,96 мг) жана Y-82162 (CY) (жалпы массасы = 5,11 мг) жети көчүрмөсүн иштеттик (3-кошумча таблица).
2d-сүрөттө Y-82162ге салыштырмалуу Orgueil жана Ryugu бөлүкчөлөрүнүн орточо салмак бөлүкчөлөрүнүн ортосунда Δ17O жана δ18O айырмасы так көрсөтүлгөн. Ryugu C0014-4 бөлүкчөсүнүн Δ17O мааниси Orgeil бөлүкчөсүнө караганда жогору, 2 sdде дал келгенине карабастан. Ryugu бөлүкчөлөрүндө Orgeilге салыштырмалуу Δ17O маанилери жогору, бул 1864-жылы кулагандан берки акыркысынын кургактыктагы булганышын чагылдырышы мүмкүн. Жер үстүндөгү чөйрөдөгү аба ырайынын өзгөрүшү11 сөзсүз түрдө атмосфералык кычкылтектин кошулушуна алып келет, бул жалпы анализди кургактыктагы фракциялоо сызыгына (TFL) жакындатат. Бул тыянак Рюгу дандарында гидраттарды же сульфаттарды камтыбагандыгы, ал эми Orgeilде бар экендиги жөнүндөгү минералогиялык маалыматтарга (мурда талкууланган) дал келет.
Жогорудагы минералогиялык маалыматтарга таянып, бул жыйынтыктар Рюгу бүртүкчөлөрү менен CI хондриттеринин ортосундагы байланышты колдойт, бирок CY хондриттеринин байланышын жокко чыгарат. Рюгу бүртүкчөлөрүнүн суусуздануу минералогиясынын айкын белгилерин көрсөткөн CY хондриттери менен байланышы жок экендиги таң калыштуу. Рюгунун орбиталык байкоолору анын суусузданууга дуушар болгонун жана ошондуктан CY материалынан тургандыгын көрсөтүп турат. Бул айырмачылыктын себептери белгисиз бойдон калууда. Башка Рюгу бөлүкчөлөрүнүн кычкылтек изотопунун анализи 12-коштомо макалада келтирилген. Бирок, бул кеңейтилген маалыматтар топтомунун жыйынтыктары Рюгу бөлүкчөлөрү менен CI хондриттеринин ортосундагы байланышка да дал келет.
Координацияланган микроанализ ыкмаларын колдонуу менен (3-кошумча сүрөт), биз C0068.25 фокусталган ион нурунун фракциясынын (FIB) бүт беттик аянты боюнча органикалык көмүртектин мейкиндиктеги таралышын изилдедик (3a–f сүрөттөрү). C0068.25 кесилишиндеги жакын четиндеги көмүртектин жутулуу спектрлеринин (NEXAFS) майда структурасы бир нече функционалдык топторду көрсөтөт – ароматтык же C=C (285.2 эВ), C=O (286.5 эВ), CH (287.5 эВ) жана C(=O)O (288.8 эВ) – графендин структурасы 291.7 эВде жок (3a-сүрөт), бул жылуулуктун төмөн даражасын билдирет. C0068.25тин жарым-жартылай органикалык заттарынын күчтүү CH чокусу (287.5 эВ) мурда изилденген көмүртектүү хондриттердин эрибеген органикалык заттарынан айырмаланат жана Stardust миссиясы тарабынан алынган IDP14 жана комета бөлүкчөлөрүнө көбүрөөк окшош. 287,5 эВдеги күчтүү CH чоку жана 285,2 эВдеги өтө алсыз ароматтык же C=C чоку органикалык кошулмалардын алифаттык кошулмаларга бай экенин көрсөтүп турат (3a-сүрөт жана Кошумча 3a-сүрөт). Алифаттык органикалык кошулмаларга бай аймактар ​​ири бүртүкчөлүү филлосиликаттарда, ошондой эле ароматтык (же C=C) көмүртек түзүлүшү начар аймактарда жайгашкан (3c, d-сүрөт). Ал эми A0037,22 (Кошумча 3-сүрөт) жарым-жартылай алифаттык көмүртектерге бай аймактардын курамынын төмөндүгүн көрсөттү. Бул бүртүкчөлөрдүн негизги минералогиясы карбонаттарга бай, хондрит CI 16га окшош, бул булак суусунун кеңири өзгөрүшүн көрсөтүп турат (Кошумча 1-таблица). Кычкылдануу шарттары карбонаттар менен байланышкан органикалык кошулмаларда карбонил жана карбоксил функционалдык топторунун жогорку концентрациясына өбөлгө түзөт. Алифаттык көмүртек түзүлүштөрү бар органикалык заттардын субмикрондук бөлүштүрүлүшү ири бүртүкчөлүү катмарлуу силикаттардын бөлүштүрүлүшүнөн абдан айырмаланышы мүмкүн. Филлосиликат-OH менен байланышкан алифатикалык органикалык кошулмалардын белгилери Тагиш көлүндөгү метеориттен табылган. Координацияланган микроаналитикалык маалыматтар алифатикалык кошулмаларга бай органикалык заттар С-типтеги астероиддерде кеңири таралган жана филлосиликаттар менен тыгыз байланышта болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Бул тыянак жакын инфракызыл гиперспектралдык микроскоп MicroOmega тарабынан көрсөтүлгөн Рюгу бөлүкчөлөрүндөгү алифатикалык/ароматтык CHs жөнүндөгү мурунку отчетторго дал келет. Маанилүү жана чечилбеген суроо, бул изилдөөдө байкалган ири бүртүкчөлүү филлосиликаттар менен байланышкан алифатикалык көмүртекке бай органикалык кошулмалардын уникалдуу касиеттери Рюгу астероидинде гана кездешеби?
a, NEXAFS көмүртек спектрлери ароматтык (C=C) бай аймакта (кызыл), алифаттык бай аймакта (жашыл) жана матрицада (көк) 292 эВге чейин нормалдаштырылган. Боз сызык - салыштыруу үчүн Murchison 13 эрибеген органикалык спектри. au, арбитраждык бирдик. b, Кесимде көмүртек басымдуулук кылаарын көрсөткөн көмүртектин K-четинин сканерлөөчү рентген микроскопиясы (STXM) спектралдык сүрөтү. c, Ароматтык (C=C) бай аймактары (кызыл), алифаттык бай аймактары (жашыл) жана матрица (көк) бар RGB курама графиги. d, Алифаттык кошулмаларга бай органикалык заттар ири бүртүкчөлүү филлосиликатта топтолгон, b жана c аймактарындагы ак чекиттүү кутучалардан аянт чоңойтулган. e, b жана c аймактарындагы ак чекиттүү кутучадан чоңойтулган аймактагы чоң наносфералар (ng-1). Үчүн: пирротин. Pn: никель-хромит. f, Наномасштабдуу экинчилик иондук массалык спектрометрия (NanoSIMS), суутек (1H), көмүртек (12C) жана азот (12C14N) элементтеринин сүрөттөрү, 12C/1H элементтеринин катышынын сүрөттөрү жана кайчылаш δD, δ13C жана δ15N изотопторунун сүрөттөрү – PG-1 бөлүмү: 13C менен өтө байытылган пресолярдык графит (4-кошумча таблица).
Мурчисон метеориттериндеги органикалык заттардын деградациясынын кинетикалык изилдөөлөрү Рюгу бүртүкчөлөрүнө бай алифаттык органикалык заттардын гетерогендик таралышы жөнүндө маанилүү маалымат бере алат. Бул изилдөө органикалык заттардагы алифаттык CH байланыштары ата-энеде болжол менен 30°C максималдуу температурага чейин сакталаарын жана/же убакыт-температура байланыштары менен өзгөрөрүн көрсөтөт (мисалы, 100°Cде 200 жыл жана 0°Cде 100 миллион жыл). Эгерде прекурсор белгилүү бир температурада белгилүү бир убакыттан ашык ысытылбаса, филлосиликатка бай алифаттык органикалык заттардын баштапкы таралышы сакталып калышы мүмкүн. Бирок, булак тектеринин суусунун өзгөрүшү бул чечмелөөнү татаалдаштырышы мүмкүн, анткени карбонатка бай A0037 филлосиликаттар менен байланышкан көмүртекке бай алифаттык аймактарды көрсөтпөйт. Бул төмөнкү температуранын өзгөрүшү болжол менен Рюгу бүртүкчөлөрүндө кубдук талаа шпатынын болушуна туура келет (1-кошумча таблица) 20.
C0068.25 фракциясы (ng-1; 3a–c,e сүрөттөрү) жогорку ароматтык (же C=C), орточо алифаттык жана алсыз C(=O)O жана C=O спектрлерин көрсөткөн чоң наносфераны камтыйт. Алифаттык көмүртектин белгиси көлөмдүү эрибеген органикалык заттардын жана хондриттер менен байланышкан органикалык наносфералардын белгисине дал келбейт (3a-сүрөт) 17,21. Тагыш көлүндөгү наносфералардын Раман жана инфракызыл спектроскопиялык анализи алардын алифаттык жана кычкылданган органикалык кошулмалардан жана татаал түзүлүшкө ээ тартипсиз полициклдик ароматтык органикалык кошулмалардан тураарын көрсөттү22,23. Айланасындагы матрицада алифаттык кошулмаларга бай органикалык заттар болгондуктан, ng-1деги алифаттык көмүртектин белгиси аналитикалык артефакт болушу мүмкүн. Кызыктуусу, ng-1 курамында камтылган аморфтук силикаттар бар (3e-сүрөт), бул текстура Жерден тышкаркы органикалык заттар үчүн азырынча кабарлана элек. Аморфтук силикаттар ng-1дин табигый компоненттери болушу мүмкүн же анализ учурунда иондук жана/же электрондук нур менен суулуу/суусуз силикаттардын аморфизациясынан келип чыгышы мүмкүн.
C0068.25 кесилишинин NanoSIMS иондук сүрөттөрү (3f-сүрөт) δ13C жана δ15N бир калыптагы өзгөрүүлөрдү көрсөтөт, бирок пресолярдык бүртүкчөлөрдөн тышкары, 30,811‰ чоң 13C байытылган (3f-сүрөттөгү δ13C сүрөттөгү PG-1) (4-кошумча таблица). Рентгендик элементардык бүртүкчөлөрдүн сүрөттөрү жана жогорку чечилиштеги TEM сүрөттөрү көмүртектин концентрациясын жана графитке туура келген 0,3 нм базалык тегиздиктердин ортосундагы аралыкты гана көрсөтөт. Белгилей кетчү нерсе, ири бүртүкчөлүү филлосиликаттар менен байланышкан алифаттык органикалык заттарга бай δD (841 ± 394‰) жана δ15N (169 ± 95‰) маанилери бүтүндөй C аймагы үчүн орточо көрсөткүчтөн бир аз жогору болуп чыгат (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25те (4-кошумча таблица). Бул байкоо ири бүртүкчөлүү филлосиликаттардагы алифатикалык бай органикалык заттар айланадагы органикалык заттарга караганда жөнөкөй болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат, анткени акыркылары баштапкы денеде айланадагы суу менен изотоптук алмашууга дуушар болгон болушу мүмкүн. Же болбосо, бул изотоптук өзгөрүүлөр баштапкы пайда болуу процессине да байланыштуу болушу мүмкүн. CI хондриттериндеги майда бүртүкчөлүү катмарлуу силикаттар баштапкы ири бүртүкчөлүү суусуз силикат кластерлеринин тынымсыз өзгөрүшүнүн натыйжасында пайда болгон деп чечмеленет. Алифатикалык бай органикалык заттар Күн системасынын пайда болушуна чейин протопланетардык дисктеги же жылдыздар аралык чөйрөдөгү прекурсордук молекулалардан пайда болуп, андан кийин Рюгу (чоң) ата-эне денесинин суунун өзгөрүшү учурунда бир аз өзгөргөн болушу мүмкүн. Рюгунун көлөмү (<1,0 км) өтө кичинекей болгондуктан, суудагы өзгөрүү суу минералдарын пайда кылуу үчүн ички жылуулукту жетиштүү деңгээлде кармап турууга мүмкүндүк бербейт25. Рюгунун көлөмү (<1,0 км) өтө кичинекей болгондуктан, суудагы өзгөрүү суу минералдарын пайда кылуу үчүн жетиштүү ички жылуулукту кармап турууга мүмкүндүк бербейт25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения с образованием водных минералов25. Өлчөмү (<1,0 км) Рюгу өтө кичинекей болгондуктан, суунун минералдык заттарын пайда кылуу үчүн суунун алмашуусу жетиштүү ички жылуулукту кармап турууга мүмкүн эмес25. 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25。 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含氩25。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло үчүн изменения воды с образованием водных минералов25. Рюгунун өлчөмү (<1,0 км) өтө кичинекей болгондуктан, сууну минералдык заттарга айландырып, ички жылуулукту көтөрө албайт25.Ошондуктан, ондогон километр өлчөмдөгү Рюгу мурункулары талап кылынышы мүмкүн. Алифаттык кошулмаларга бай органикалык заттар ири бүртүкчөлүү филлосиликаттар менен байланышкандыктан, баштапкы изотоптук катыштарын сактап калышы мүмкүн. Бирок, изотоптук оор ташуучулардын так мүнөзү бул FIB фракцияларындагы ар кандай компоненттердин татаал жана назик аралашуусунан улам белгисиз бойдон калууда. Булар Рюгу гранулдарындагы алифаттык кошулмаларга бай органикалык заттар же аларды курчап турган ири филлосиликаттар болушу мүмкүн. CM Paris 24, 26 метеориттеринен тышкары, дээрлик бардык көмүртектүү хондриттердеги (CI хондриттерин кошо алганда) органикалык заттар филлосиликаттарга караганда Dге байыраак болорун эске алыңыз.
A0002.23 жана A0002.26, A0037.22 жана A0037.23 жана C0068.23, C0068.25 жана C0068.26 FIB кесимдери үчүн алынган FIB кесимдеринин δD жана δ15N көлөмдөрүнүн графиктери (үч Рюгу бөлүкчөсүнөн жалпысынан жети FIB кесими). ​​NanoSIMSти Күн системасынын башка объектилери менен салыштыруу 4-сүрөттө көрсөтүлгөн (4-кошумча таблица)27,28. A0002, A0037 жана C0068 профилдериндеги δD жана δ15N көлөмдөрүнүн өзгөрүшү IDPдеги өзгөрүүлөргө дал келет, бирок CM жана CI хондриттерине караганда жогору (4-сүрөт). Comet 29 үлгүсү үчүн δD маанилеринин диапазону (-240тан 1655‰ге чейин) Рюгуга караганда чоңураак экенин белгилей кетүү керек. Рюкю профилдеринин δD жана δ15N көлөмдөрү, эреже катары, Юпитер үй-бүлөсүнүн жана Оорт булутунун кометаларынын орточо көрсөткүчүнөн кичине (4-сүрөт). CI хондриттеринин төмөнкү δD маанилери бул үлгүлөрдөгү кургактыктын булгануусунун таасирин чагылдырышы мүмкүн. Беллс, Тагиш көлү жана IDP ортосундагы окшоштуктарды эске алганда, Рюгу бөлүкчөлөрүндөгү δD жана δN маанилеринин чоң гетерогендүүлүгү алгачкы күн системасындагы органикалык жана суу курамдарынын баштапкы изотоптук белгилеринин өзгөрүшүн чагылдырышы мүмкүн. Рюгу жана IDP бөлүкчөлөрүндөгү δD жана δNдеги окшош изотоптук өзгөрүүлөр экөө тең бир эле булактан алынган материалдан пайда болгон болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. IDP комета булактарынан келип чыгат деп эсептелет 14. Ошондуктан, Рюгу комета сыяктуу материалды жана/же жок дегенде тышкы күн системасын камтышы мүмкүн. Бирок, бул биз айткандан да кыйыныраак болушу мүмкүн, анткени (1) ата-эне денесиндеги сфералык жана D-бай суунун аралашмасы 31 жана (2) кометанын D/H катышы кометанын активдүүлүгүнүн функциясы 32. Бирок, Рюгу бөлүкчөлөрүндөгү суутек жана азот изотопторунун гетерогендүүлүгүнүн себептери толук түшүнүктүү эмес, жарым-жартылай бүгүнкү күндө жеткиликтүү болгон анализдердин саны чектелүү болгондуктан. Суутек жана азот изотоп системаларынын жыйынтыктары Рюгуда материалдын көпчүлүгү Күн системасынын сыртынан камтылган жана ошондуктан кометаларга окшоштук көрсөтүшү мүмкүн деген ыктымалдуулукту дагы эле жогорулатат. Рюгу профили δ13C жана δ15N ортосунда эч кандай айкын корреляцияны көрсөткөн эмес (4-кошумча таблица).
Рюгу бөлүкчөлөрүнүн жалпы H жана N изотоптук курамы (кызыл тегерекчелер: A0002, A0037; көк тегерекчелер: C0068) Күндүн 27 чоңдугу, Юпитердин орточо үй-бүлөсү (JFC27) жана Оорт булут кометалары (OCC27), IDP28 жана көмүртектүү хондрулалар менен корреляцияланат. Метеорит 27ни салыштыруу (CI, CM, CR, C2-ung). Изотоптук курамы 4-кошумча таблицада келтирилген. Пунктирлүү сызыктар H жана N үчүн кургактык изотопторунун маанилери болуп саналат.
Учуучу заттардын (мисалы, органикалык заттардын жана суунун) Жерге ташылышы көйгөй бойдон калууда26,27,33. Бул изилдөөдө аныкталган Рюгу бөлүкчөлөрүндөгү ири филлосиликаттар менен байланышкан субмикрондук органикалык заттар учуучу заттардын маанилүү булагы болушу мүмкүн. Ири бүртүкчөлүү филлосиликаттардагы органикалык заттар майда бүртүкчөлүү матрицалардагы органикалык заттарга караганда деградациядан16,34 жана ажыроодон35 жакшыраак корголгон. Бөлүкчөлөрдөгү суутектин изотоптук курамынын оордугу алардын алгачкы Жерге ташылган учуучу заттардын жалгыз булагы болушу күмөн дегенди билдирет. Аларды жакында эле силикаттарда күн шамалынан улам пайда болгон суунун болушу жөнүндөгү гипотезада сунушталгандай, жеңилирээк суутек изотоптук курамы бар компоненттер менен аралаштырууга болот.
Бул изилдөөдө биз CI метеориттери, Күн системасынын жалпы курамынын өкүлдөрү катары геохимиялык маанисине карабастан,6,10 жер үстүндөгү булганган үлгүлөр экенин көрсөтөбүз. Ошондой эле, биз бай алифаттык органикалык заттар менен коңшулаш суу минералдарынын ортосундагы өз ара аракеттенүүнүн түз далилдерин келтиребиз жана Рюгу экстрасолярдык материалды камтышы мүмкүн деп божомолдойбуз37. Бул изилдөөнүн жыйынтыктары протоастероиддердин түз үлгүлөрүн алуунун маанилүүлүгүн жана кайтарылган үлгүлөрдү толугу менен инерттүү жана стерилдүү шарттарда ташуу зарылдыгын ачык көрсөтүп турат. Бул жерде келтирилген далилдер Рюгу бөлүкчөлөрү лабораториялык изилдөөлөр үчүн жеткиликтүү болгон эң булганбаган күн системасынын материалдарынын бири экендиги талашсыз экенин көрсөтүп турат жана бул баалуу үлгүлөрдү андан ары изилдөө күн системасынын алгачкы процесстери жөнүндөгү түшүнүгүбүздү кеңейтет. Рюгу бөлүкчөлөрү күн системасынын жалпы курамынын эң жакшы чагылдырылышы болуп саналат.
Субмикрон масштабындагы үлгүлөрдүн татаал микроструктурасын жана химиялык касиеттерин аныктоо үчүн биз синхротрондук нурланууга негизделген компьютердик томографияны (SR-XCT) жана SR рентген дифракциясын (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM анализин колдондук. Жердин атмосферасынан улам бузулуу, булгануу жана майда бөлүкчөлөрдөн же механикалык үлгүлөрдөн зыян жок. Ошол эле учурда, биз сканерлөөчү электрондук микроскопияны (SEM)-EDS, EPMA, XRD, инструменталдык нейтрондук активдештирүү анализин (INAA) жана лазердик кычкылтек изотопун фторлоочу жабдууларды колдонуу менен системалуу көлөмдүк анализ жүргүздүк. Анализдөө процедуралары 3-кошумча сүрөттө көрсөтүлгөн жана ар бир анализ төмөнкү бөлүмдөрдө баяндалган.
Рюгу астероидинен алынган бөлүкчөлөр Хаябуса-2 кайра кирүү модулунан алынып, Жердин атмосферасын булгабастан, Жапониянын Сагамихара шаарындагы JAXA башкаруу борборуна жеткирилген4. JAXA башкарган мекемеде баштапкы жана бузулбаган мүнөздөмөлөрдөн кийин, айлана-чөйрөнүн кийлигишүүсүн болтурбоо үчүн герметикалык аралык ташуучу контейнерлерди жана үлгү капсула баштыктарын (10 же 15 мм диаметрдеги сапфир кристалл жана дат баспас болоттон жасалган, үлгүнүн көлөмүнө жараша) колдонуңуз. айлана-чөйрө. жана/же жердин булгоочу заттарына (мисалы, суу буусу, углеводороддор, атмосфералык газдар жана майда бөлүкчөлөр) жана үлгүлөрдү даярдоо жана институттар менен университеттердин ортосунда ташуу учурунда үлгүлөрдүн ортосундагы кайчылаш булганууга жол бербөө үчүн38. Жердин атмосферасы (суу буусу жана кычкылтек) менен өз ара аракеттенүүдөн улам бузулуудан жана булгануудан качуу үчүн, үлгүлөрдү даярдоонун бардык түрлөрү (анын ичинде тантал кескич менен майдалоо, тең салмактуу алмаз зым арааны (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) колдонуу жана эпоксидди кесүү) орнотууга даярдоо) таза, кургак N2 астында кол кап кутучасында жүргүзүлдү (шүүдүрүм чекити: -80ден -60 °Cге чейин, O2 ~50-100 ppm). Бул жерде колдонулган бардык буюмдар ар кандай жыштыктагы ультраүн толкундарын колдонуу менен өтө таза суу жана этанолдун айкалышы менен тазаланат.
Бул жерде биз Антарктика метеориттерин изилдөө борборунун Улуттук полярдык изилдөө институтунун (NIPR) метеорит коллекциясын изилдейбиз (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 жана CY: Y 980115).
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS жана TEM анализи үчүн аспаптардын ортосунда өткөрүп берүү үчүн биз мурунку изилдөөлөрдө сүрөттөлгөн универсалдуу ультра жука үлгү кармагычты колдондук38.
Ryugu үлгүлөрүнүн SR-XCT анализи BL20XU/SPring-8 интеграцияланган КТ системасын колдонуу менен жүргүзүлдү. Интеграцияланган КТ системасы ар кандай өлчөө режимдеринен турат: үлгүнүн бүтүндөй түзүлүшүн тартуу үчүн кеңири көрүү талаасы жана төмөнкү чечилиштеги (WL) режим, үлгүнүн аянтын так өлчөө үчүн тар көрүү талаасы жана жогорку чечилиштеги (NH) режим. Үлгүнүн көлөмүнүн дифракциялык схемасын алуу үчүн кызыгуу жана рентгенограммалар, ошондой эле үлгүдөгү горизонталдык тегиздиктеги минералдык фазалардын 2D диаграммасын алуу үчүн XRD-CT аткарылат. Бардык өлчөөлөрдү үлгү кармагычты негизден алып салуу үчүн орнотулган системаны колдонбостон жүргүзүүгө болорун эске алыңыз, бул так КТ жана XRD-CT өлчөөлөрүн жүргүзүүгө мүмкүндүк берет. WL режиминдеги рентген детектору (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) 10 лютетий алюминий гранатынын бир кристалл калыңдыгындагы мкм (Lu3Al5O12:Ce) жана реле линзасынан турган сцинтиллятору бар кошумча 4608 × 4608 пикселдик металл-оксид-жарым өткөргүч (CMOS) камера (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) менен жабдылган. WL режиминдеги пикселдин өлчөмү болжол менен 0,848 мкм. Ошентип, WL режиминдеги көрүү талаасы (FOV) офсеттик КТ режиминде болжол менен 6 мм түзөт. NH режиминдеги рентген детектору (BM AA50; Hamamatsu Photonics) 20 мкм калыңдыктагы гадолиний-алюминий-галлий гранаты (Gd3Al2Ga3O12) сцинтиллятору, 2048 × 2048 пиксел чечилишиндеги CMOS камерасы (C11440-22CU; Hamamatsu Photonics) жана ×20 линза менен жабдылган. NH режиминдеги пикселдин өлчөмү ~0,25 мкм жана көрүү талаасы ~0,5 мм. XRD режиминдеги детектор (BM AA60; Hamamatsu Photonics) 50 мкм калыңдыктагы P43 (Gd2O2S:Tb) порошок экранынан, 2304 × 2304 пиксел чечилишиндеги CMOS камерасынан (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) жана реле линзасынан турган сцинтиллятор менен жабдылган. Детектордун эффективдүү пиксел өлчөмү 19,05 мкм жана көрүү талаасы 43,9 мм2. FOVди жогорулатуу үчүн биз WL режиминде офсеттик КТ процедурасын колдондук. КТ реконструкциясы үчүн өткөрүлгөн жарык сүрөтү айлануу огунун айланасында горизонталдуу түрдө чагылган 180°тан 360°га чейинки диапазондогу сүрөттөн жана 0°тан 180°га чейинки диапазондогу сүрөттөн турат.
Рентгендик диапазондо рентген нуру Френель зоналык пластинасы менен фокусталат. Бул режимде детектор үлгүдөн 110 мм артта, ал эми нурдун токтогучу детектордон 3 мм алдыда жайгашкан. 2θ диапазонундагы 1,43°тан 18,00°га чейинки дифракциялык сүрөттөр (торчо аралыгы d = 16,6–1,32 Å) рентгендик чекит детектордун көрүү талаасынын түбүнө фокусталып алынган. Үлгү ар бир вертикалдык сканерлөө кадамы үчүн жарым айлануу менен бирдей аралыкта вертикалдык кыймылдайт. Эгерде минералдык бөлүкчөлөр 180°ка айланганда Брэгг шартын канааттандырса, минералдык бөлүкчөлөрдүн горизонталдык тегиздиктеги дифракциясын алууга болот. Андан кийин дифракциялык сүрөттөр ар бир вертикалдык сканерлөө кадамы үчүн бир сүрөткө бириктирилген. SR-XRD-CT анализинин шарттары SR-XRD анализинин шарттары менен дээрлик бирдей. XRD-CT режиминде детектор үлгүдөн 69 мм артта жайгашкан. 2θ диапазонундагы дифракциялык сүрөттөр 1,2°дан 17,68°га чейин (d = 19,73төн 1,35 Åге чейин), мында рентген нуру да, нур чектөөчү да детектордун көрүү талаасынын борбору менен бир сызыкта жайгашкан. Үлгүнү горизонталдуу сканерлеп, үлгүнү 180° буруңуз. SR-XRD-CT сүрөттөрү пикселдик маанилер катары минералдын эң жогорку интенсивдүүлүгү менен калыбына келтирилген. Горизонталдуу сканерлөөдө үлгү адатта 500–1000 кадам менен сканерленет.
Бардык эксперименттер үчүн рентген энергиясы 30 кэВде белгиленген, анткени бул диаметри болжол менен 6 мм болгон метеориттерге рентген нурларынын кирүүсүнүн төмөнкү чеги. 180° айлануу учурундагы бардык КТ өлчөөлөрү үчүн алынган сүрөттөрдүн саны 1800 (офсеттик КТ программасы үчүн 3600) болгон, ал эми сүрөттөрдүн экспозиция убактысы WL режими үчүн 100 мс, NH режими үчүн 300 мс, XRD үчүн 500 мс жана XRD-CT мс үчүн 50 мс . мс болгон. Үлгүнү сканерлөөнүн типтүү убактысы WL режиминде болжол менен 10 мүнөт, NH режиминде 15 мүнөт, XRD үчүн 3 саат жана SR-XRD-CT үчүн 8 саат.
КТ сүрөттөрү конволюциялык арткы проекция аркылуу калыбына келтирилип, 0дөн 80 см-1ге чейинки сызыктуу алсыроо коэффициенти үчүн нормалдаштырылган. 3D маалыматтарды талдоо үчүн Slice программасы, ал эми рентгендик маалыматтарды талдоо үчүн muXRD программасы колдонулган.
Эпоксиддик фиксацияланган Рюгу бөлүкчөлөрү (A0029, A0037, C0009, C0014 жана C0068) кургак шарттарда бетинде 0,5 мкм (3M) алмаз пленкасынын деңгээлине чейин акырындык менен жылтыратылган, жылтыратуу процессинде материалдын бетке тийүүсүнө жол берилбейт. Ар бир үлгүнүн жылтыратылган бети алгач жарык микроскопиясы менен изилденип, андан кийин энергия дисперсиялык спектрометри (AZtec) менен жабдылган JEOL JSM-7100F SEMди колдонуп, үлгүлөрдүн минералогиялык жана текстуралык сүрөттөрүн жана сапаттык NIPR элементтерин алуу үчүн артка чачыраган электрондор колдонулган. Ар бир үлгү үчүн негизги жана кошумча элементтердин курамы электрондук зонд микроанализатору (EPMA, JEOL JXA-8200) менен талданган. Филлосиликат жана карбонат бөлүкчөлөрүн 5 нАда, табигый жана синтетикалык стандарттарды 15 кэВда, сульфиддерди, магнетит, оливин жана пироксенди 30 нАда талдаңыз. Модалдык градациялар ImageJ 1.53 программасын колдонуу менен элементтердин карталарынан жана BSE сүрөттөрүнөн эсептелген, алар ар бир минерал үчүн каалагандай белгиленген тиешелүү босоголор менен берилген.
Кычкылтек изотопторун талдоо Ачык Университетте (Милтон Кейнс, Улуу Британия) инфракызыл лазердик фторлоо системасын колдонуу менен жүргүзүлдү. Hayabusa2 үлгүлөрү мекемелердин ортосунда ташуу үчүн азот толтурулган идиштерде Ачык Университетке 38 жеткирилди.
Үлгү жүктөө кычкылтектин деңгээли 0,1% дан төмөн көзөмөлдөнгөн азоттук кол кап кутучасында жүргүзүлдү. Hayabusa2 аналитикалык иши үчүн эки гана үлгү тешикчесинен (диаметри 2,5 мм, тереңдиги 5 мм) турган жаңы Ni үлгү кармагычы жасалды, бири Hayabusa2 бөлүкчөлөрү үчүн, экинчиси обсидиан ички стандарты үчүн. Анализ учурунда Hayabusa2 материалын камтыган үлгү кудугу лазердик реакция учурунда үлгүнү кармап туруу үчүн болжол менен 1 мм калыңдыктагы жана 3 мм диаметрдеги ички BaF2 терезеси менен жабылган. Үлгүгө BrF5 агымы Ni үлгү кармагычында кесилген газ аралаштыруучу канал менен кармалып турган. Үлгү камерасы ошондой эле вакуумдук фторлоо линиясынан алынып, андан кийин азот менен толтурулган кол кап кутучасында ачылышы үчүн кайра конфигурацияланган. Эки бөлүктөн турган камера жез прокладкалуу кысуу пломбасы жана EVAC Quick Release CeFIX 38 чынжыр кыскыч менен жабылган. Камеранын үстүндөгү 3 мм калыңдыктагы BaF2 терезеси үлгүнү бир эле учурда байкоого жана лазер менен ысытууга мүмкүндүк берет. Үлгү жүктөлгөндөн кийин, камераны кайрадан кысып, фторланган линияга кайра туташтырыңыз. Анализден мурун, үлгү камерасы адсорбцияланган нымдуулукту кетирүү үчүн түнү бою вакуум астында 95°C чейин ысытылган. Түнкүсүн ысыткандан кийин, камера бөлмө температурасына чейин муздатылган, андан кийин үлгүнү ташып жатканда атмосферага чыккан бөлүк нымдуулукту кетирүү үчүн үч аликвот BrF5 менен тазаланышкан. Бул процедуралар Hayabusa 2 үлгүсүнүн атмосферага чыкпаганын жана үлгү жүктөө учурунда атмосферага чыгарылган фтор кошулган линиянын бөлүгүнөн нымдуулук менен булганбаганын камсыздайт.
Ryugu C0014-4 жана Orgueil (CI) бөлүкчөлөрүнүн үлгүлөрү модификацияланган "бир" режимде42 талданган, ал эми Y-82162 (CY) талдоосу бир нече үлгү кудуктары бар бир лотокто41 жүргүзүлгөн. Алардын суусуз курамынан улам, CY хондриттери үчүн бир ыкманы колдонуунун кажети жок. Үлгүлөр BrF5 катышуусунда XYZ гантрисине орнотулган 50 Вт (10,6 мкм) кубаттуулуктагы Photon Machines Inc. инфракызыл CO2 лазери менен ысытылган. Орнотулган видео система реакциянын жүрүшүн көзөмөлдөйт. Фторлоодон кийин, бөлүнүп чыккан O2 ашыкча фторду алып салуу үчүн эки криогендик азот тузактары жана KBrдин ысытылган катмары менен сүртүлгөн. Тазаланган кычкылтектин изотоптук курамы болжол менен 200 массалык чечилиши бар Thermo Fisher MAT 253 кош каналдуу массалык спектрометринде талданган.
Айрым учурларда, үлгүнүн реакциясы учурунда бөлүнүп чыккан газ түрүндөгү O2 көлөмү 140 мкг дан аз болгон, бул MAT 253 массалык-спектрометриндеги сильфондук түзүлүштү колдонуунун болжолдуу чеги. Мындай учурларда анализ үчүн микрокөлөмдөрдү колдонуңуз. Hayabusa2 бөлүкчөлөрүн талдоодон кийин, обсидиандын ички эталону фторлонуп, анын кычкылтек изотопунун курамы аныкталган.
NF+ NF3+ фрагментинин иондору массасы 33 (16O17O) болгон нурга тоскоолдук кылат. Бул мүмкүн болгон көйгөйдү жоюу үчүн, көпчүлүк үлгүлөр криогендик бөлүү процедураларын колдонуу менен иштетилет. Бул MAT 253 анализине чейин алдыга карай багытта же анализденген газды атайын молекулярдык элекке кайтарып, криогендик бөлүүдөн кийин кайра өткөрүү менен экинчи анализ катары жасалышы мүмкүн. Криогендик бөлүү суюк азот температурасында молекулярдык элекке газды берүүнү жана андан кийин аны -130°C температурада биринчи молекулярдык элекке төгүүнү камтыйт. Кеңири сыноо NF+ биринчи молекулярдык электе калаарын жана бул ыкманы колдонууда эч кандай олуттуу фракциялоо болорун көрсөттү.
Биздин ички обсидиан стандарттарыбызды кайталап талдоолордун негизинде, системанын сильфон режиминдеги жалпы тактыгы: δ17O үчүн ±0,053‰, δ18O үчүн ±0,095‰, Δ17O үчүн ±0,018‰ (2 SD). Кычкылтек изотопунун анализи стандарттуу дельта белгисинде берилет, мында delta18O төмөнкүдөй эсептелет:
Ошондой эле δ17O үчүн 17O/16O катышын колдонуңуз. VSMOW - Вена деңизинин орточо суу стандарты үчүн эл аралык стандарт. Δ17O жердин фракциялоо сызыгынан четтөөнү билдирет жана эсептөө формуласы: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O. 3-кошумча таблицада келтирилген бардык маалыматтар боштукка туураланган.
Кочи өзөктүк үлгү алуу институтунун JAMSTECтеги Hitachi High Tech SMI4050 FIB инструменти аркылуу Ryugu бөлүкчөлөрүнөн болжол менен 150дөн 200 нмге чейинки калыңдыктагы кесимдер алынган. Белгилей кетчү нерсе, бардык FIB кесимдери N2 газ толтурулган идиштерден объекттер аралык которуу үчүн алынып салынгандан кийин иштетилбеген бөлүкчөлөрдүн фрагменттеринен алынган. Бул фрагменттер SR-CT менен өлчөнгөн эмес, бирок көмүртектин K-четине таасир этиши мүмкүн болгон зыянды жана булганууну болтурбоо үчүн жер атмосферасына минималдуу таасир этүү менен иштетилген. Вольфрам коргоочу катмарын төшөгөндөн кийин, кызыкчылык жараткан аймак (25 × 25 мкм2 чейин) кесилип, 30 кВ ылдамдаткыч чыңалууда Ga+ иондук нуру менен, андан кийин 5 кВ жана 40 пА зонд тогунда беттик зыянды минималдаштыруу үчүн суюлтулган. Андан кийин өтө жука кесимдер FIB менен жабдылган микроманипуляторду колдонуп, чоңойтулган жез торго (Kochi тор) 39 жайгаштырылган.
Ryugu A0098 (1.6303 мг) жана C0068 (0.6483 мг) гранулдары SPring-8деги таза азот менен толтурулган кол кап кутучасындагы таза жогорку тазалыктагы полиэтилен барактарына эки жолу Жердин атмосферасы менен эч кандай өз ара аракеттенбестен мөөр басылган. JB-1 (Жапониянын Геологиялык кызматы тарабынан берилген геологиялык эталондук тек) үчүн үлгү даярдоо Токио Метрополитен университетинде жүргүзүлдү.
INAA Киото университетинин Интеграцияланган радиация жана ядролук илимдер институтунда өткөрүлөт. Үлгүлөр элементтерди сандык аныктоо үчүн колдонулган нуклиддин жарым ажыроо мезгилине ылайык тандалган ар кандай нурлануу циклдери менен эки жолу нурландырылган. Алгач, үлгү пневматикалык нурлануу түтүгүндө 30 секунд нурландырылган. 3-сүрөттө көрсөтүлгөн жылуулук жана тез нейтрондордун агымдары Mg, Al, Ca, Ti, V жана Mn курамын аныктоо үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 4,6 × 1012 жана 9,6 × 1011 см-2 с-1 түзөт. MgO (99,99% тазалык, Soekawa Chemical), Al (99,9% тазалык, Soekawa Chemical) жана Si металлы (99,999% тазалык, FUJIFILM Wako Pure Chemical) сыяктуу химиялык заттар да (n, n) сыяктуу тоскоолдук кылуучу ядролук реакцияларды оңдоо үчүн нурландырылган. Ошондой эле, үлгү нейтрон агымынын өзгөрүүлөрүн оңдоо үчүн натрий хлориди (99,99% тазалык; MANAC) менен нурландырылган.
Нейтрондук нурлануудан кийин, сырткы полиэтилен барак жаңысына алмаштырылып, үлгү жана эталондук гамма-нурлануу Ge детектору менен дароо өлчөнгөн. Ошол эле үлгүлөр пневматикалык нурлануу түтүгүндө 4 саат бою кайрадан нурландырылган. 2-схема Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Se, Sb, Os, Ir жана Au аныктоо үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 5,6 · 1012 жана 1,2 · 1012 см-2 s-1 жылуулук жана тез нейтрон агымдарына ээ. Ga, As, Se, Sb, Os, Ir жана Au контролдук үлгүлөрү эки чыпка кагазына бул элементтердин белгилүү концентрацияларынын стандарттык эритмелеринин тиешелүү өлчөмдөрүн (10дон 50 мкг чейин) колдонуу менен нурландырылган, андан кийин үлгүлөр нурландырылган. Гамма-нурларды эсептөө Киото университетинин Интегралдык радиация жана ядролук илимдер институтунда жана Токио Метрополитен университетинин RI изилдөө борборунда жүргүзүлгөн. INAA элементтерин сандык аныктоо үчүн аналитикалык жол-жоболор жана маалымдама материалдар мурунку ишибизде сүрөттөлгөндөр менен бирдей.
NIPRде Рюгу үлгүлөрүнүн A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) жана C0087 (<1 мг) дифракциялык үлгүлөрүн чогултуу үчүн рентген дифрактометри (Rigaku SmartLab) колдонулган. NIPRде Рюгу үлгүлөрүнүн A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) жана C0087 (<1 мг) дифракциялык үлгүлөрүн чогултуу үчүн рентген дифрактометри (Rigaku SmartLab) колдонулган. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) жана C0087 (<1 мг) в NIPR үчүн сбора дифракционных картин образцов колдонулат. NIPRдеги Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) жана C0087 (<1 мг) үлгүлөрүнүн дифракциялык үлгүлөрүн чогултуу үчүн рентген дифрактометри (Rigaku SmartLab) колдонулган.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) и C0087 (<1 мг) NIPR аркылуу регулярдуу дифрактометрди (Rigaku SmartLab) колдонушат. Рюгу A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) жана C0087 (<1 мг) үлгүлөрүнүн рентгендик дифракциялык үлгүлөрү NIPRде рентгендик дифрактометрди (Rigaku SmartLab) колдонуу менен алынган.Бардык үлгүлөр сапфир айнек пластинасын колдонуп, кремний чагылдырбаган пластинага майда порошок кылып майдаланып, андан кийин кремний чагылдырбаган пластинага суюктуксуз (суу же спиртсиз) тегиз жайылган. Өлчөө шарттары төмөнкүдөй: Cu Kα рентген нурлануусу 40 кВ түтүк чыңалуусунда жана 40 мА түтүк тогунда пайда болот, чектөөчү тешик узундугу 10 мм, дивергенция бурчу (1/6)°, тегиздиктеги айлануу ылдамдыгы 20 айн/мин, ал эми диапазону 2θ (кош Брэгг бурчу) 3-100° жана анализ жүргүзүү үчүн болжол менен 28 саат талап кылынат. Bragg Brentano оптикасы колдонулган. Детектор бир өлчөмдүү кремний жарым өткөргүч детектору (D/teX Ultra 250). Cu Kβ рентген нурлары Ni чыпкасы менен алынып салынган. Жеткиликтүү үлгүлөрдү колдонуу менен, чокуларды аныктоо жана Эл аралык Дифракциялык Маалыматтар Борборунун порошок файл маалыматтарынын дифракциялык маалыматтарын, доломитти (PDF 01-071-1662) жана магнетиттин (PDF 00-019-0629) колдонуу үчүн синтетикалык магнезиялык сапониттин (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), серпентиндин (жалбырак серпентин, Миядзу, Никка) жана пирротиндин (моноклиникалык 4C, Чихуа, Мексика Ваттс) өлчөөлөрү салыштырылды. Рюгудан алынган дифракциялык маалыматтар ошондой эле гидроөзгөртүлгөн көмүртектүү хондриттер, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 жана Y 980115 CY (III ысытуу стадиясы, 500–750°C) боюнча маалыматтар менен салыштырылды. Салыштыруу Orgueil менен окшоштуктарды көрсөттү, бирок Y-791198 жана Y 980115 менен эмес.
FIBден жасалган үлгүлөрдүн өтө жука кесилиштеринин көмүртек чети K менен NEXAFS спектрлери Молекулярдык илимдер институтунун (Оказаки, Япония) UVSOR синхротрондук мекемесиндеги STXM BL4U каналын колдонуу менен өлчөнгөн. Френель зоналык плитасы менен оптикалык фокусталган нурдун так өлчөмү болжол менен 50 нмди түзөт. Жакынкы четки аймактын (283,6–292,0 эВ) жука түзүлүшү үчүн энергетикалык кадам 0,1 эВ жана алдыңкы жана арткы фронттордун аймактары үчүн 0,5 эВ (280,0–283,5 эВ жана 292,5–300,0 эВ). Ар бир сүрөт пикселинин убактысы 2 мс деп коюлган. Эвакуациядан кийин STXM аналитикалык камерасы болжол менен 20 мбар басымда гелий менен толтурулган. Бул камерадагы жана үлгү кармагычтагы рентген оптикалык жабдууларынын жылуулук дрейфин азайтууга, ошондой эле үлгүнүн бузулушун жана/же кычкылдануусун азайтууга жардам берет. NEXAFS K-четтеги көмүртек спектрлери aXis2000 программасын жана менчик STXM маалыматтарды иштетүү программасын колдонуу менен үйүлгөн маалыматтардан алынган. Үлгүлөрдү өткөрүп берүү кутусу жана кол кап кутусу үлгүнүн кычкылдануусун жана булганышын болтурбоо үчүн колдонулганын эске алыңыз.
STXM-NEXAFS анализинен кийин, Ryugu FIB кесимдеринин суутек, көмүртек жана азоттун изотоптук курамы JAMSTEC NanoSIMS 50L менен изотоптук сүрөткө тартуу аркылуу талданды. Көмүртек жана азот изотопторун анализдөө үчүн болжол менен 2 пА жана суутек изотопторун анализдөө үчүн болжол менен 13 пА фокусталган Cs+ баштапкы шоола үлгүдө болжол менен 24 × 24 мкм2ден 30 × 30 мкм2ге чейинки аянтка растерленген. Салыштырмалуу күчтүү баштапкы шоола тогунда 3 мүнөттүк алдын ала чачыратмадан кийин, ар бир анализ экинчилик шооланын интенсивдүүлүгү турукташкандан кийин башталган. Көмүртек жана азот изотопторун анализдөө үчүн 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– жана 12C15N– сүрөттөрү бир эле учурда жети электрондук көбөйткүчтүү мультиплекстик детекторду колдонуу менен алынган, бул бардык тиешелүү изотоптук кошулмаларды бөлүү үчүн жетиштүү, бул болжол менен 9000 массалык чечилишке ээ. интерференция (б.а. 13Cде 12C1H жана 12C15Nде 13C14N). Суутек изотопторун анализдөө үчүн үч электрондук көбөйткүчтү колдонуу менен бир нече жолу аныктоо менен болжол менен 3000 массалык чечилиштеги 1H-, 2D- жана 12C- сүрөттөр алынган. Ар бир анализ бир эле аймактын 30 сканерленген сүрөтүнөн турат, бир сүрөт көмүртек жана азот изотопторун анализдөө үчүн 256 × 256 пикселден жана суутек изотопторун анализдөө үчүн 128 × 128 пикселден турат. Кечигүү убактысы көмүртек жана азот изотопторун анализдөө үчүн пикселге 3000 мкс жана суутек изотопторун анализдөө үчүн пикселге 5000 мкс. Аспаптык массалык фракциялоону калибрлөө үчүн биз суутек, көмүртек жана азот изотопторунун стандарттары катары 1-гидроксибензотриазол гидратын колдондук45.
FIB C0068-25 профилиндеги пресолярдык графиттин кремний изотоптук курамын аныктоо үчүн биз массалык чечилиши болжол менен 9000 болгон алты электрондук көбөйтүүчүнү колдондук. Сүрөттөр 256 × 256 пикселден турат, кечигүү убактысы пикселге 3000 мкс. Биз кремний пластиналарын суутек, көмүртек жана кремний изотопторунун эталондору катары колдонуп, массалык фракциялоо аспабын калибрледик.
Изотоптордун сүрөттөрү NASAнын NanoSIMS45 сүрөт тартуу программасын колдонуу менен иштетилген. Маалыматтар электрондордун көбөйткүчүнүн өлүк убактысы (44 нс) жана квази-бир убакта келүү эффекттери боюнча оңдолгон. Алуу учурунда сүрөттүн жылышын оңдоо үчүн ар бир сүрөт үчүн ар кандай сканерлөө тегиздөөсү. Акыркы изотоп сүрөтү ар бир сканерленген пиксел үчүн ар бир сүрөттөн экинчилик иондорду кошуу менен түзүлөт.
STXM-NEXAFS жана NanoSIMS анализинен кийин, ошол эле FIB кесилиштери Кочидеги JAMSTECте 200 кВ ылдамдануучу чыңалууда трансмиссиялык электрондук микроскоп (JEOL JEM-ARM200F) аркылуу изилденген. Микроструктура караңгы талаада жарык талаалуу TEM жана жогорку бурчтуу сканерлөөчү TEM аркылуу байкалган. Минералдык фазалар так электрондук дифракция жана торчо тилкесин сүрөткө тартуу аркылуу аныкталган, ал эми химиялык анализ 100 мм2 кремний дрейф детектору жана JEOL Analysis Station 4.30 программасы менен EDS аркылуу жүргүзүлгөн. Сандык анализ үчүн ар бир элемент үчүн мүнөздүү рентген нурларынын интенсивдүүлүгү TEM сканерлөө режиминде 30 с белгиленген маалыматтарды алуу убактысы, ~100 × 100 нм2 нур сканерлөө аянты жана 50 пА нур тогу менен өлчөнгөн. Катмарлуу силикаттардагы (Si + Al)-Mg-Fe катышы табигый пиропагранеттин стандартынан алынган калыңдыгы боюнча оңдолгон эксперименталдык k коэффициентин колдонуу менен аныкталган.
Бул изилдөөдө колдонулган бардык сүрөттөр жана анализдер JAXA Маалыматтарды архивдөө жана байланыш системасында (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2 дарегинде жеткиликтүү. Бул макалада баштапкы маалыматтар берилген.
Китари, К. жана башкалар. Hayabusa2 NIRS3 аспабы менен байкалган 162173 Рюгу астероидинин беттик курамы. Science 364, 272–275.
Ким, AJ Ямато тибиндеги көмүртектүү хондриттер (CY): Рюгу астероидинин бетинин аналогдору? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Пилоржет, С. жана башкалар. Рюгу үлгүлөрүнүн биринчи курамын талдоо MicroOmega гиперспектралдык микроскобун колдонуу менен жүргүзүлдү. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Яда, Т. жана башкалар. С-тибиндеги Рюгу астероидинен кайтарылган Hyabusa2 үлгүсүнүн алдын ала анализи. Улуттук астроном. 6, 214–220 (2021).