Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй. Хамгийн сайн туршлагын тулд бид танд шинэчлэгдсэн хөтчийг ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох). Энэ хооронд бид сайтыг хэв маяг болон JavaScriptгүйгээр үзүүлэх болно.
Дэгдэмхий, органик бодисоор баялаг С хэлбэрийн астероидууд нь Дэлхий дээрх усны гол эх үүсвэрүүдийн нэг байж магадгүй юм. Одоогийн байдлаар нүүрстөрөгч агуулсан хондритууд нь химийн найрлагынхаа талаар хамгийн сайн ойлголтыг өгдөг боловч солирын талаарх мэдээлэл гажуудсан байдаг: зөвхөн хамгийн бат бөх төрлүүд нь агаар мандалд орж, дараа нь дэлхийн орчинтой харилцан үйлчлэлцэж амьд үлддэг. Энд бид Хаябуса-2 сансрын хөлгөөр Дэлхийд хүргэгдсэн анхдагч Рюгу бөөмийн нарийвчилсан эзэлхүүн ба микроаналитик судалгааны үр дүнг танилцуулж байна. Рюгу бөөмс нь химийн хувьд фракцлагдаагүй боловч усаар өөрчлөгдсөн CI (Ивуна төрлийн) хондритуудтай найрлагаараа ойролцоо байгааг харуулж байгаа бөгөөд эдгээрийг нарны аймгийн нийт найрлагын индикатор болгон өргөн ашигладаг. Энэхүү дээж нь баялаг алифатик органик бодис ба давхаргатай силикатуудын хоорондох нарийн төвөгтэй орон зайн хамаарлыг харуулж байгаа бөгөөд усны элэгдлийн үед хамгийн их температур нь 30 °C орчим байгааг харуулж байна. Бид нарны гаднах гарал үүсэлтэй нийцсэн дейтерий ба диазоний их хэмжээгээр байгааг олж мэдсэн. Рюгу бөөмс нь хамгийн их судлагдсан, салшгүй харь гарагийн материал бөгөөд нарны аймгийн нийт найрлагад хамгийн сайн тохирдог.
2018 оны 6-р сараас 2019 оны 11-р сар хүртэл Японы Агаарын сансрын судалгааны агентлагийн (JAXA) Хаябуса2 сансрын хөлөг Рюгу астероидын алсын зайн өргөн хүрээтэй судалгаа хийсэн. Хаябуса-2 дээрх Ойролцоох Хэт улаан туяаны спектрометрийн (NIRS3) өгөгдлөөс харахад Рюгу нь дулааны болон/эсвэл цочролд хувирсан нүүрстөрөгчийн хондритуудтай төстэй материалаас бүрдсэн байж болзошгүй юм. Хамгийн ойр тохирох нь CY хондрит (Ямато төрөл) 2 юм. Рюгугийн бага альбедог олон тооны нүүрстөрөгчөөр баялаг бүрэлдэхүүн хэсгүүд, түүнчлэн бөөмийн хэмжээ, сүвэрхэг чанар, орон зайн цаг агаарын нөлөөллөөр тайлбарлаж болно. Хаябуса-2 сансрын хөлөг Рюгу дээр хоёр удаа газардаж, дээж цуглуулсан. 2019 оны 2-р сарын 21-ний анхны газардалтын үеэр гадаргуугийн материалыг олж авсан бөгөөд үүнийг буцах капсулын А хэсэгт хадгалсан бөгөөд 2019 оны 7-р сарын 11-ний хоёр дахь газардалтын үеэр жижиг зөөврийн цохилтот төхөөрөмжөөр үүссэн хиймэл тогооны ойролцоо материалыг цуглуулсан. Эдгээр дээжийг C тасагт хадгалдаг. JAXA-ийн удирдлагатай байгууламжуудад тусгай, бохирдоогүй, цэвэр азотоор дүүргэсэн камерт 1-р үе шатанд байгаа бөөмсийн анхны эвдрэлгүй шинж чанарыг тодорхойлоход Рюгу бөөмс нь CI4 хондриттэй хамгийн төстэй бөгөөд "янз бүрийн түвшний хэлбэлзэл"3 байгааг харуулсан. CY эсвэл CI хондриттэй төстэй Рюгугийн зөрчилтэй мэт санагдах ангиллыг зөвхөн Рюгугийн бөөмсийн нарийвчилсан изотоп, элемент, минералогик шинж чанарыг тодорхойлох замаар л шийдэж болно. Энд үзүүлсэн үр дүнгүүд нь Рюгу астероидын нийт найрлагын талаарх эдгээр хоёр урьдчилсан тайлбарын аль нь хамгийн магадлалтай болохыг тодорхойлох бат бөх үндэс суурийг тавьж өгч байна.
Кочи багийг удирдахын тулд А танхимаас дөрөв, С танхимаас дөрөв болох найман Рюгугийн үрэл (нийт ойролцоогоор 60 мг)-ийг 2-р үе шатанд хуваарилсан. Судалгааны гол зорилго нь Рюгу астероидын мөн чанар, гарал үүсэл, хувьслын түүхийг тодруулах, мөн хондрит, гариг ​​хоорондын тоосны хэсгүүд (IDPs) болон буцаж ирсэн сүүлт од зэрэг бусад мэдэгдэж буй харь гаригийн сорьцуудтай ижил төстэй байдал, ялгааг баримтжуулах явдал юм. НАСА-гийн Stardust даалгавраар цуглуулсан дээжүүд.
Таван Рюгу мөхлөгийн (A0029, A0037, C0009, C0014 ба C0068) нарийвчилсан минералогик шинжилгээгээр тэдгээр нь голчлон нарийн ба бүдүүн мөхлөгт филлосиликатуудаас (~64–88 боть; Зураг 1a, b, Нэмэлт Зураг 1) болон нэмэлт хүснэгт 1-ээс бүрддэг болохыг харуулсан. Бүдүүн мөхлөгт филлосиликатууд нь нарийн мөхлөгт, филлосиликатаар баялаг матрицуудад (хэдэн микроноос бага хэмжээтэй) пиннат агрегат хэлбэрээр үүсдэг. Давхарласан силикат хэсгүүд нь серпентин-сапонитын симбионтууд юм (Зураг 1c). (Si + Al)-Mg-Fe газрын зураг дээр мөн их хэмжээний давхарласан силикат матриц нь серпентин ба сапонитийн хоорондох завсрын найрлагатай болохыг харуулж байна (Зураг 2a, b). Филлосиликат матриц нь карбонатын эрдэс бодис (~2–21 эзэлхүүн%), сульфидын эрдэс бодис (~2.4–5.5 эзэлхүүн%), магнетит (~3.6–6.8 эзэлхүүн%) агуулдаг. Энэхүү судалгаанд (C0009) судалсан хэсгүүдийн нэг нь бага хэмжээний (~0.5 эзэлхүүн%) усгүй силикат (оливин ба пироксен) агуулсан бөгөөд энэ нь түүхий Рюгу чулууг бүрдүүлсэн эх материалыг тодорхойлоход тусалж магадгүй юм5. Энэхүү усгүй силикат нь Рюгугийн үрэлд ховор тохиолддог бөгөөд зөвхөн C0009 үрэлд эерэгээр тодорхойлогдсон. Карбонатууд нь матрицад хэлтэрхий хэлбэрээр (хэдэн зуун микроноос бага), ихэвчлэн доломит, бага хэмжээний кальцийн карбонат ба бринелл хэлбэрээр байдаг. Магнетит нь тусгаарлагдсан бөөмс, фрамбоид, товруу эсвэл бөмбөрцөг хэлбэртэй агрегат хэлбэрээр тохиолддог. Сульфидууд нь голчлон пирротитоор жигд бус зургаан өнцөгт призм/хавтан эсвэл лат хэлбэрээр илэрхийлэгддэг. Матриц нь их хэмжээний субмикрон пентландит эсвэл пирротиттой хослуулан агуулдаг. Нүүрстөрөгчөөр баялаг фазууд (<10 µм хэмжээтэй) нь филлосиликатаар баялаг матрицад хаа сайгүй тохиолддог. Нүүрстөрөгчөөр баялаг фазууд (<10 µм хэмжээтэй) нь филлосиликатаар баялаг матрицад хаа сайгүй тохиолддог. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) богатой филлосиликатами матрицаар встречаются повсеместно. Нүүрстөрөгчөөр баялаг фазууд (<10 µм хэмжээтэй) нь филлосиликатаар баялаг матрицад хаа сайгүй тохиолддог.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 матрицад преобладают. Филлосиликатаар баялаг матрицад нүүрстөрөгчөөр баялаг фазууд (<10 µм хэмжээтэй) зонхилдог.Бусад туслах эрдэс бодисуудыг Нэмэлт Хүснэгт 1-д үзүүлэв. C0087 ба A0029 ба A0037 хольцын рентген дифракцийн хэв маягаас тодорхойлсон эрдэс бодисын жагсаалт нь CI (Orgueil) хондритэд тодорхойлогдсонтой маш нийцэж байгаа боловч CY ба CM (Mighei төрлийн) хондритээс эрс ялгаатай (Зураг 1, өргөтгөсөн өгөгдөл болон Нэмэлт Зураг 2). Рюгу мөхлөгийн (A0098, C0068) нийт элементийн агууламж нь мөн 6 CI хондриттэй нийцэж байна (өргөтгөсөн өгөгдөл, Зураг 2 болон Нэмэлт Хүснэгт 2). Үүний эсрэгээр CM хондритууд нь дунд болон өндөр дэгдэмхий элементүүд, ялангуяа Mn ба Zn-д багасч, галд тэсвэртэй элементүүдэд илүү өндөр байдаг7. Зарим элементүүдийн концентраци нь маш их ялгаатай байдаг бөгөөд энэ нь бие даасан бөөмсийн жижиг хэмжээ болон үүнээс үүдэлтэй түүвэрлэлтийн хэвийлтээс шалтгаалан дээжийн төрөлхийн олон янз байдлын тусгал байж болох юм. Бүх петрологийн, минералогийн болон элементийн шинж чанарууд нь Рюгугийн мөхлөгүүд нь CI8,9,10 хондритуудтай маш төстэй болохыг харуулж байна. Анхаарал татахуйц үл хамаарах зүйл бол Рюгугийн мөхлөгт ферригидрит ба сульфат байхгүй байгаа нь CI хондрит дахь эдгээр эрдэс бодисууд нь хуурай газрын өгөршлийн нөлөөгөөр үүссэн болохыг харуулж байна.
a, Mg Kα (улаан), Ca Kα (ногоон), Fe Kα (цэнхэр), болон S Kα (шар) хуурай өнгөлсөн хэсгийн C0068 нийлмэл рентген зураг. Энэ фракц нь давхарласан силикат (улаан: ~88 эзэлхүүн%), карбонат (доломит; цайвар ногоон: ~1.6 эзэлхүүн%), магнетит (цэнхэр: ~5.3 эзэлхүүн%) болон сульфид (шар: сульфид = ~2.5% эзэлхүүн)-ээс бүрдэнэ. b, a. Bru – төлөвшөөгүй; Dole – доломит; FeS нь төмрийн сульфид; Mag – магнетит; шүүс – савангийн чулуу; Srp – серпентин. c, тус тус 0.7 нм ба 1.1 нм хэмжээтэй серпентин ба сапонит торны туузыг харуулсан ердийн сапонит-серпентины харилцан үйлчлэлийн өндөр нарийвчлалтай дамжуулалтын электрон микроскоп (TEM) зураг.
Рюгу A0037 (хатуу улаан тойрог) болон C0068 (хатуу цэнхэр тойрог) хэсгүүдийн матриц ба давхаргат силикатын найрлагыг (%) (Si+Al)-Mg-Fe гурвалсан системд харуулав. a, Электрон зондын микроанализ (EPMA)-ийн үр дүнг CI хондрит (Ivuna, Orgueil, Alais)16-тай харьцуулан саарал өнгөөр ​​харуулав. b, Orgueil9 болон Murchison46 солир болон гидратжуулсан IDP47-тэй харьцуулах зорилгоор сканнердах TEM (STEM) болон энергийн тархалтын рентген спектроскопийн (EDS) шинжилгээг үзүүлэв. Төмрийн сульфидын жижиг хэсгүүдээс зайлсхийж, нарийн ширхэгтэй болон бүдүүн ширхэгтэй филлосиликатуудыг шинжилсэн. a ба b цэгтэй шугамууд нь сапонит ба серпентины уусах шугамыг харуулж байна. a дахь төмрийн баялаг найрлага нь давхаргат силикатын мөхлөгүүдийн доторх субмикрон төмрийн сульфидын мөхлөгүүдээс үүдэлтэй байж болох бөгөөд үүнийг EPMA шинжилгээний орон зайн нягтралаар үгүйсгэх боломжгүй юм. b-д агуулагдах сапонитаас илүү өндөр Si агууламжтай өгөгдлийн цэгүүд нь филлосиликат давхаргын завсрын хэсэгт нано хэмжээтэй аморф цахиураар баялаг материал байгаагаас үүдэлтэй байж болно. Шинжилгээний тоо: A0037-ийн хувьд N=69, EPMA-ийн хувьд N=68, C0068-ийн хувьд N=68, A0037-ийн хувьд N=19, C0068-ийн хувьд N=27. c, триокси бөөмийн изотопын зураглал Ryugu C0014-4-ийг хондритийн утгуудтай харьцуулсан CI (Orgueil), CY (Y-82162) болон уран зохиолын өгөгдөл (CM ба C2-ung)41,48,49. Бид Orgueil болон Y-82162 солирын талаарх өгөгдлийг олж авсан. CCAM нь усгүй нүүрстөрөгчийн хондрит эрдэс бодисын шугам, TFL нь газрын хуваах шугам юм. d, Рюгу бөөмийн C0014-4, CI хондрит (Orgueil), болон CY хондрит (Y-82162)-ийн Δ17O болон δ18O газрын зураг (энэхүү судалгаа). Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1-ийн утга. Δ17O_Orgueil: Orgueil-ийн дундаж Δ17O утга. Δ17O_Y-82162: Y-82162-ийн дундаж Δ17O утга. 41, 48, 49-р уран зохиолоос авсан CI болон CY өгөгдлийг мөн харьцуулах зорилгоор харуулав.
Хүчилтөрөгчийн массын изотопын шинжилгээг мөхлөгт C0014-ээс лазер фторжуулалтаар гаргаж авсан 1.83 мг дээжинд хийсэн (Арга зүй). Харьцуулахын тулд бид Orgueil (CI)-ийн долоон хувь (нийт масс = 8.96 мг) болон Y-82162 (CY)-ийн долоон хувь (нийт масс = 5.11 мг) ашигласан (Нэмэлт Хүснэгт 3).
Зураг 2d дээр Y-82162-той харьцуулахад Оргейл болон Рюгугийн дундаж жингийн хэсгүүдийн хооронд Δ17O ба δ18O-ийн тодорхой ялгааг харуулав. Рюгу C0014-4 бөөмийн Δ17O нь 2 sd дээр давхцаж байгаа хэдий ч Оргейл бөөмийнхөөс өндөр байна. Рюгугийн бөөмс нь Оргейлтэй харьцуулахад Δ17O-ийн өндөр утгатай бөгөөд энэ нь 1864 онд уналтаас хойших хуурай газрын бохирдлыг тусгаж болох юм. Газрын орчинд11 цаг агаарын өөрчлөлт нь агаар мандлын хүчилтөрөгчийг зайлшгүй оруулахад хүргэдэг бөгөөд нийт дүн шинжилгээг хуурай газрын фракцийн шугам (TFL)-д ойртуулдаг. Энэхүү дүгнэлт нь Рюгугийн үр тариа нь гидрат эсвэл сульфат агуулдаггүй, харин Оргейл агуулдаг гэсэн минералогик өгөгдөлтэй (өмнө нь хэлэлцсэн) нийцэж байна.
Дээрх минералогик өгөгдөл дээр үндэслэн эдгээр үр дүнгүүд нь Рюгугийн мөхлөг болон CI хондритуудын хоорондын холбоог баталж байгаа боловч CY хондритуудын хоорондын холбоог үгүйсгэж байна. Рюгугийн мөхлөгүүд нь шингэн алдалтын минералогийн тодорхой шинж тэмдэг бүхий CY хондритуудтай холбоогүй байгаа нь гайхмаар юм. Рюгугийн тойрог замын ажиглалт нь шингэн алдалтад орсон тул CY материалаас бүрдсэн байх магадлалтайг харуулж байна. Энэхүү илэрхий ялгааны шалтгаан тодорхойгүй хэвээр байна. Бусад Рюгугийн бөөмсийн хүчилтөрөгчийн изотопын шинжилгээг 12-р хавсаргасан өгүүлэлд үзүүлэв. Гэсэн хэдий ч энэхүү өргөтгөсөн өгөгдлийн багцын үр дүн нь Рюгугийн бөөмс болон CI хондритуудын хоорондын холбоотой нийцэж байна.
Зохицуулалттай микроанализын техникийг ашиглан (Нэмэлт Зураг 3) бид фокуслагдсан ионы цацрагийн фракц (FIB) C0068.25-ын бүх гадаргуугийн талбайд органик нүүрстөрөгчийн орон зайн тархалтыг судалсан (Зураг 3a–f). C0068.25 хэсгийн ойролцоо ирмэг дээрх нүүрстөрөгчийн нарийн бүтэцтэй рентген шингээлтийн спектрүүд (NEXAFS) нь хэд хэдэн функциональ бүлгүүдийг харуулсан - ароматик буюу C=C (285.2 эВ), C=O (286.5 эВ), CH (287.5 эВ) болон C( =O)O (288.8 эВ) - графены бүтэц нь 291.7 эВ-д байхгүй (Зураг 3a), энэ нь дулааны хэлбэлзлийн бага түвшинг илэрхийлнэ. C0068.25-ын хэсэгчилсэн органик бодисын хүчтэй CH оргил (287.5 эВ) нь өмнө нь судлагдсан нүүрстөрөгчийн хондритуудын уусдаггүй органикуудаас ялгаатай бөгөөд Stardust даалгавраар олж авсан IDP14 болон сүүлт одны хэсгүүдтэй илүү төстэй юм. 287.5 эВ-д хүчтэй CH оргил ба 285.2 эВ-д маш сул ароматик буюу C=C оргил нь органик нэгдлүүд нь алифатын нэгдлүүдээр баялаг болохыг харуулж байна (Зураг 3a ба Нэмэлт Зураг 3a). Алифатын органик нэгдлүүдээр баялаг хэсгүүд нь бүдүүн ширхэгтэй филлосиликатуудад, мөн ароматик (эсвэл C=C) нүүрстөрөгчийн бүтэц муутай хэсгүүдэд байрладаг (Зураг 3c, d). Үүний эсрэгээр A0037,22 (Нэмэлт Зураг 3) нь алифатын нүүрстөрөгчөөр баялаг бүсүүдийн агууламж бага байгааг хэсэгчлэн харуулсан. Эдгээр мөхлөгүүдийн үндсэн эрдэсжилт нь хондрит CI 16-тай төстэй карбонатаар баялаг бөгөөд энэ нь эх үүсвэрийн усны өргөн хүрээтэй өөрчлөлтийг харуулж байна (Нэмэлт Хүснэгт 1). Исэлдүүлэх нөхцөл нь карбонаттай холбоотой органик нэгдлүүдэд карбонил ба карбоксил функциональ бүлгүүдийн өндөр концентрацийг дэмжих болно. Алифатын нүүрстөрөгчийн бүтэцтэй органик бодисын субмикрон тархалт нь бүдүүн ширхэгтэй давхаргатай силикатын тархалтаас маш өөр байж болно. Филлосиликат-OH-тэй холбоотой алифатик органик нэгдлүүдийн ул мөр Тагиш нуурын солироос олдсон. Микроаналитикийн уялдаа холбоотой өгөгдлүүд нь алифатик нэгдлүүдээр баялаг органик бодис нь С хэлбэрийн астероидуудад өргөн тархсан бөгөөд филлосиликатуудтай нягт холбоотой байж болохыг харуулж байна. Энэхүү дүгнэлт нь ойрын хэт улаан туяаны гиперспектраль микроскоп болох MicroOmega-ийн харуулсан Рюгугийн бөөмс дэх алифатик/үнэрт CH-ийн өмнөх тайлантай нийцэж байна. Чухал бөгөөд шийдэгдээгүй асуулт бол энэхүү судалгаанд ажиглагдсан бүдүүн ширхэгтэй филлосиликатуудтай холбоотой алифатик нүүрстөрөгчөөр баялаг органик нэгдлүүдийн өвөрмөц шинж чанар нь зөвхөн Рюгу астероид дээр байдаг эсэх явдал юм.
a, NEXAFS нүүрстөрөгчийн спектрүүд нь үнэрт (C=C) баялаг бүсэд (улаан), алифатын баялаг бүсэд (ногоон), матрицад (цэнхэр) 292 эВ хүртэл хэвийн болсон. Саарал шугам нь харьцуулах зориулалттай Murchison 13 уусдаггүй органик спектр юм. au, арбитрын нэгж. b, Нүүрстөрөгчийн K ирмэгийн сканнердах дамжуулалтын рентген микроскоп (STXM) спектрийн дүрс нь огтлол нь нүүрстөрөгчөөр давамгайлж байгааг харуулж байна. c, үнэрт (C=C) баялаг бүсүүд (улаан), алифатын баялаг бүсүүд (ногоон), матриц (цэнхэр) бүхий RGB нийлмэл график. d, алифатын нэгдлүүдээр баялаг органикууд нь бүдүүн ширхэгтэй филлосиликатад төвлөрсөн бөгөөд b ба c-д цагаан цэгтэй хайрцагнаас талбай томорсон. e, b ба c-д цагаан цэгтэй хайрцагнаас томорсон талбайд том наносферууд (ng-1). Учир нь: пирротит. Pn: никель-хромит. f, Нано хэмжээний хоёрдогч ионы массын спектрометр (NanoSIMS), устөрөгч (1H), нүүрстөрөгч (12C) болон азот (12C14N) элементүүдийн зураг, 12C/1H элементийн харьцааны зураг, мөн δD, δ13C, болон δ15N изотопын хөндлөн зураг – PG-1 хэсэг: 13C-ийн хэт их баяжуулалттай пренарийн бал чулуу (Нэмэлт хүснэгт 4).
Мурчисон солирын органик бодисын задралын кинетик судалгаагаар Рюгүгийн мөхлөгөөр баялаг алифатик органик бодисын олон янзын тархалтын талаар чухал мэдээлэл өгч чадна. Энэхүү судалгаагаар органик бодисын алифатик CH холбоо нь эцэг эхийн хамгийн дээд температур нь 30°C орчим хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд/эсвэл цаг хугацааны температурын хамаарлаар өөрчлөгддөг болохыг харуулж байна (жишээлбэл, 100°C-д 200 жил, 100 сая жил 0°C). Хэрэв урьдал бодисыг тодорхой температурт тодорхой хугацаанаас илүү хугацаанд халаахгүй бол филлосиликатаар баялаг алифатик органик бодисын анхны тархалт хадгалагдаж болно. Гэсэн хэдий ч карбонатаар баялаг A0037 нь филлосиликаттай холбоотой нүүрстөрөгчөөр баялаг алифатик бүс нутгийг харуулдаггүй тул эх үүсвэрийн чулуулгийн усны өөрчлөлт нь энэ тайлбарыг төвөгтэй болгож болзошгүй юм. Энэхүү бага температурын өөрчлөлт нь Рюгүгийн мөхлөгт куб хээрийн жонш байгаатай ойролцоо байна (Нэмэлт хүснэгт 1) 20.
C0068.25 фракц (ng-1; Зураг 3a–c,e) нь C(=O)O болон C=O-ийн өндөр үнэрт (эсвэл C=C), дунд зэргийн алифатик, сул спектрүүдийг харуулсан том наносфер агуулдаг. Алифатик нүүрстөрөгчийн тэмдэг нь их хэмжээний уусдаггүй органик бодисууд болон хондритуудтай холбоотой органик наносферуудын тэмдэгтэй таарахгүй байна (Зураг 3a) 17,21. Тагиш нуурын наносферийн Раман болон хэт улаан туяаны спектроскопийн шинжилгээгээр тэдгээр нь нарийн төвөгтэй бүтэцтэй алифатик ба исэлдсэн органик нэгдлүүд болон эмх замбараагүй полициклик ароматик органик нэгдлүүдээс бүрддэг болохыг харуулсан22,23. Эргэн тойрон дахь матриц нь алифатик нэгдлээр баялаг органик бодисуудыг агуулдаг тул ng-1 дахь алифатик нүүрстөрөгчийн тэмдэг нь аналитик олдвор байж болох юм. Сонирхолтой нь, ng-1 нь харь гаригийн органик бодисын талаар хараахан мэдээлэгдээгүй бүтэцтэй, суулгагдсан аморф силикатуудыг агуулдаг (Зураг 3e). Аморф силикатууд нь ng-1-ийн байгалийн бүрэлдэхүүн хэсэг байж болох эсвэл шинжилгээний явцад ион ба/эсвэл электрон цацрагийн нөлөөгөөр усан/усгүй силикатыг аморфжуулсны үр дүнд үүсч болно.
C0068.25 хэсгийн NanoSIMS ионы зургууд (Зураг 3f) нь δ13C ба δ15N-ийн жигд өөрчлөлтийг харуулж байгаа бөгөөд 30,811‰ (Зураг 3f-ийн δ13C зураг дээрх PG-1) өндөр 13C баяжуулалттай пресоляр мөхлөгүүдээс бусад тохиолдолд (Нэмэлт Хүснэгт 4). Рентген туяаны энгийн мөхлөгийн зургууд болон өндөр нягтралтай TEM зургууд нь зөвхөн нүүрстөрөгчийн концентраци ба 0.3 нм суурь хавтгайн хоорондох зайг харуулдаг бөгөөд энэ нь бал чулуутай тохирч байна. Бүдүүн мөхлөгт филлосиликаттай холбоотой алифатик органик бодисоор баяжуулсан δD (841 ± 394‰) ба δ15N (169 ± 95‰)-ийн утга нь C бүсийн нийт дундажаас арай өндөр байна (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25 (Нэмэлт Хүснэгт 4). Энэхүү ажиглалт нь бүдүүн ширхэгтэй филлосиликат дахь алифатик баялаг органик бодисууд нь хүрээлэн буй органик бодисуудаас илүү анхдагч байж болохыг харуулж байна, учир нь сүүлийнх нь анхны биед хүрээлэн буй устай изотоп солилцоонд орсон байж болзошгүй юм. Эсвэл эдгээр изотопын өөрчлөлтүүд нь анхны үүсэх үйл явцтай холбоотой байж болно. CI хондрит дахь нарийн ширхэгтэй давхаргатай силикатууд нь анхны бүдүүн ширхэгтэй усгүй силикатын бөөгнөрөл тасралтгүй өөрчлөгдсөний үр дүнд үүссэн гэж тайлбарладаг. Алифатик баялаг органик бодис нь нарны аймаг үүсэхээс өмнө протопланетар диск эсвэл од хоорондын орчин дахь урьдал молекулуудаас үүссэн байж болох бөгөөд дараа нь Рюгу (том) эцэг биетийн усны өөрчлөлтийн үед бага зэрэг өөрчлөгдсөн байж болзошгүй юм. Рюгугийн хэмжээ (<1.0 км) нь усан орчинд устөрөгчийн эрдэс бодис үүсгэх дотоод дулааныг хангалттай хадгалахад хэтэрхий жижиг юм25. Рюгугийн хэмжээ (<1.0 км) нь усан орчинд устөрөгчийн эрдэс бодис үүсгэхэд хангалттай дотоод дулааныг хадгалахад хэтэрхий жижиг юм25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения с образованием водных минералов25. Хэмжээ (<1.0 км) Рюгу нь усны эрдэс бодис үүсгэхийн тулд усны өөрчлөлтөд хангалттай дотоод дулааныг хадгалахад хэтэрхий жижиг юм25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水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水2。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием водных минералов25. Рюгугийн хэмжээ (<1.0 км) нь усыг эрдэс бодис болгон хувиргах дотоод дулааныг хадгалахад хэтэрхий жижиг юм25.Тиймээс хэдэн арван километрийн хэмжээтэй Рюгугийн өмнөх үеийнх нь шаардлагатай байж магадгүй юм. Алифатын нэгдлүүдээр баялаг органик бодисууд нь бүдүүн ширхэгтэй филлосиликатуудтай холбоотойгоор анхны изотопын харьцаагаа хадгалж үлдэж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр FIB фракцуудын янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нарийн төвөгтэй, нарийн холилдолтоос болж изотопын хүнд тээвэрлэгчдийн яг мөн чанар тодорхойгүй хэвээр байна. Эдгээр нь Рюгугийн мөхлөгт алифатын нэгдлүүдээр баялаг органик бодисууд эсвэл тэдгээрийг хүрээлсэн бүдүүн филлосиликатууд байж болно. CM Paris 24, 26 солируудаас бусад бараг бүх нүүрстөрөгчийн хондрит (CI хондритуудыг оруулаад) дахь органик бодис нь филлосиликатаас илүү D-ээр баялаг байх хандлагатай байдаг гэдгийг анхаарна уу.
A0002.23 ба A0002.26, A0037.22 ба A0037.23 ба C0068.23, C0068.25 ба C0068.26 FIB зүсмэлүүдийн δD ба δ15N эзлэхүүний графикууд (гурван Рюгу бөөмсөөс нийт долоон FIB зүсмэл) NanoSIMS-ийг нарны аймгийн бусад объектуудтай харьцуулсан зургийг 4-р зурагт үзүүлэв (Нэмэлт хүснэгт 4)27,28. A0002, A0037, ба C0068 профайл дахь δD ба δ15N-ийн эзлэхүүний өөрчлөлт нь IDP-тэй нийцэж байгаа боловч CM ба CI хондритуудаас өндөр байна (Зураг 4). Сүүлт од 29 дээжийн δD утгын хүрээ (-240-аас 1655‰ хүртэл) нь Рюгугийнхоос их байгааг анхаарна уу. Рюкюгийн профайлын δD ба δ15N эзэлхүүн нь Бархасбадь гэр бүл болон Оорт үүлний сүүлт оддын дунджаас бага байдаг (Зураг 4). CI хондритуудын δD утга бага байх нь эдгээр дээжинд газрын бохирдлын нөлөөллийг тусгаж болно. Беллс, Тагиш нуур, IDP-ийн хоорондох ижил төстэй байдлыг харгалзан үзвэл Рюгугийн хэсгүүдийн δD ба δN утгуудын олон янз байдал нь эрт үеийн нарны аймгийн органик болон усан найрлагын анхны изотопын шинж тэмдгүүдийн өөрчлөлтийг тусгаж болно. Рюгу болон IDP хэсгүүдийн δD ба δN-ийн ижил төстэй изотопын өөрчлөлтүүд нь хоёулаа ижил эх үүсвэрээс үүссэн материалаас үүссэн байж болохыг харуулж байна. IDP нь сүүлт одны эх үүсвэрээс гаралтай гэж үздэг 14. Тиймээс Рюгу нь сүүлт одтой төстэй материал болон/эсвэл ядаж гаднах нарны аймгийн агуулж болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь бидний энд дурдсанаас илүү хэцүү байж магадгүй юм, учир нь (1) эх бие дээрх бөмбөрцөг болон D-ээр баялаг усны холимог 31 болон (2) сүүлт одны D/H харьцаа нь сүүлт одны идэвхжилийн функц 32 юм. Гэсэн хэдий ч Рюгу бөөмс дэх устөрөгч ба азотын изотопын ажиглагдсан олон янз байдлын шалтгааныг бүрэн ойлгоогүй байгаа бөгөөд энэ нь өнөөдөр хязгаарлагдмал тооны шинжилгээнээс үүдэлтэй юм. Устөрөгч ба азотын изотопын системийн үр дүнгүүд нь Рюгу нь нарны аймгийн гаднаас ихэнх материалыг агуулдаг тул сүүлт одтой зарим ижил төстэй байдлыг харуулж магадгүй юм. Рюгугийн профайл нь δ13C ба δ15N хооронд ямар ч илэрхий хамааралгүй болохыг харуулсан (Нэмэлт хүснэгт 4).
Рюгү бөөмсийн нийт H ба N изотопын найрлага (улаан тойрог: A0002, A0037; цэнхэр тойрог: C0068) нь нарны магнитудын 27, Бархасбадь гаригийн дундаж гэр бүл (JFC27), Оорт үүлний сүүлт од (OCC27), IDP28 болон нүүрстөрөгчийн хондрулуудтай хамааралтай. Солир 27-ийн харьцуулалт (CI, CM, CR, C2-ung). Изотопын найрлагыг Нэмэлт Хүснэгт 4-т үзүүлэв. Цэгтэй шугамууд нь H ба N-ийн хуурай газрын изотопын утга юм.
Дэгдэмхий бодис (жишээ нь органик бодис ба ус)-ыг Дэлхий рүү зөөвөрлөх нь санаа зовоосон асуудал хэвээр байна26,27,33. Энэхүү судалгаанд тодорхойлсон Рюгу бөөмс дэх бүдүүн филлосиликатуудтай холбоотой субмикрон органик бодис нь дэгдэмхий бодисын чухал эх үүсвэр байж болох юм. Бүдүүн ширхэгтэй филлосиликат дахь органик бодис нь нарийн ширхэгтэй матриц дахь органик бодисоос илүү задрал16,34 болон ялзрал35-аас илүү сайн хамгаалагдсан байдаг. Бөөмс дэх устөрөгчийн изотопын найрлага илүү хүнд байдаг нь тэдгээр нь эртний Дэлхий рүү зөөгдсөн дэгдэмхий бодисын цорын ганц эх үүсвэр байх магадлал багатай гэсэн үг юм. Силикатад нарны салхиар хөдөлдөг ус байгаа гэсэн таамаглалд саяхан дэвшүүлсэнчлэн тэдгээрийг устөрөгчийн изотопын найрлагатай хөнгөн бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй хольж болно.
Энэхүү судалгаанд бид CI солирууд нь нарны аймгийн нийт найрлагыг төлөөлөх геохимийн ач холбогдолтой хэдий ч 6,10 нь газрын бохирдсон дээж болохыг харуулж байна. Мөн бид баялаг алифатик органик бодис болон хөрш зэргэлдээ устөрөгчийн эрдэс бодисын харилцан үйлчлэлийн шууд нотолгоог өгч, Рюгу нь нарны гаднах материал агуулсан байж болзошгүй гэж үзэж байна37. Энэхүү судалгааны үр дүн нь протоастероидын шууд дээж авахын ач холбогдол, буцаж ирсэн дээжийг бүрэн идэвхгүй, ариутгасан нөхцөлд тээвэрлэх шаардлагатай байгааг тодорхой харуулж байна. Энд үзүүлсэн нотлох баримтууд нь Рюгугийн бөөмс нь лабораторийн судалгаанд ашиглах боломжтой хамгийн бохирдсон нарны аймгийн материалуудын нэг болох нь эргэлзээгүй бөгөөд эдгээр үнэт дээжийг цаашид судлах нь нарны аймгийн эрт үеийн үйл явцын талаарх бидний ойлголтыг өргөжүүлэх нь дамжиггүй. Рюгугийн бөөмс нь нарны аймгийн нийт найрлагын хамгийн сайн төлөөлөл юм.
Дэд микрон хэмжээний дээжийн нарийн төвөгтэй бичил бүтэц, химийн шинж чанарыг тодорхойлохын тулд бид синхротрон цацрагт суурилсан компьютер томографи (SR-XCT) болон SR рентген дифракци (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM шинжилгээг ашигласан. Дэлхийн агаар мандлын улмаас доройтол, бохирдол, нарийн ширхэгтэй тоосонцор эсвэл механик дээжээс үүдэлтэй гэмтэл гараагүй. Энэ хооронд бид сканнердах электрон микроскоп (SEM)-EDS, EPMA, XRD, багажийн нейтрон идэвхжүүлэлтийн шинжилгээ (INAA), лазер хүчилтөрөгчийн изотопын фторжуулалтын төхөөрөмжийг ашиглан системчилсэн эзэлхүүний шинжилгээ хийсэн. Шинжилгээний журмыг Нэмэлт Зураг 3-т үзүүлсэн бөгөөд шинжилгээ бүрийг дараах хэсгүүдэд тайлбарласан болно.
Рюгу астероидын хэсгүүдийг Хаябуса-2 дахин нэвтрэх модулиас гаргаж аваад, дэлхийн агаар мандлыг бохирдуулалгүйгээр Японы Сагамихара дахь JAXA хяналтын төвд хүргэсэн4. JAXA-ийн удирдлагатай байгууламжид анхны болон эвдэхгүй шинж чанарыг тодорхойлсны дараа хүрээлэн буй орчны хөндлөнгийн оролцооноос зайлсхийхийн тулд битүүмжлэх боломжтой газар хоорондын дамжуулах сав болон дээжийн капсул уут (дээжийн хэмжээнээс хамааран 10 эсвэл 15 мм диаметртэй индранил болор ба зэвэрдэггүй ган) ашиглана. хүрээлэн буй орчин. y болон/эсвэл газрын бохирдуулагч (жишээ нь усны уур, нүүрсустөрөгч, агаар мандлын хий болон нарийн ширхэгтэй тоосонцор) болон хүрээлэн, их сургуулиудын хооронд дээж бэлтгэх, тээвэрлэх явцад дээжийн хоорондох хөндлөн бохирдол38. Дэлхийн агаар мандал (усны уур ба хүчилтөрөгч)-тэй харилцан үйлчлэлцэхээс үүдэлтэй доройтол, бохирдлоос зайлсхийхийн тулд бүх төрлийн дээж бэлтгэх ажлыг (тантал цүүцээр хагалах, тэнцвэржүүлсэн алмазан утсан хөрөө (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) ашиглан эпоксидийг огтлох) суурилуулах бэлтгэл ажил) цэвэр хуурай N2 (шүүдэр цэг: -80-аас -60 °C, O2 ~50-100 ppm) дор бээлийний хайрцагт хийсэн. Энд ашигласан бүх зүйлийг өөр өөр давтамжтай хэт авианы долгион ашиглан хэт цэвэр ус, этанолын холимогоор цэвэрлэдэг.
Энд бид Антарктидын Солирын Судалгааны Төвийн Үндэсний Туйлын Судалгааны Хүрээлэнгийн (NIPR) солирын цуглуулгыг (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 болон CY: Y 980115) судалж байна.
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS болон TEM шинжилгээний хэрэгслүүдийн хооронд шилжүүлэхдээ бид өмнөх судалгаануудад38 дурдсан бүх нийтийн хэт нимгэн дээжийн эзэмшигчийг ашигласан.
Рюгу дээжийн SR-XCT шинжилгээг BL20XU/SPring-8 нэгдсэн КТ системийг ашиглан хийсэн. Нэгдсэн КТ систем нь янз бүрийн хэмжилтийн горимуудаас бүрдэнэ: дээжийн бүх бүтцийг авах өргөн харах талбар ба бага нарийвчлалтай (WL) горим, дээжийн талбайг нарийвчлалтай хэмжих нарийн харах талбар ба өндөр нарийвчлалтай (NH) горим. Дээжийн эзэлхүүний дифракцийн хэв маягийг олж авахын тулд сонирхол татахуйц болон рентген зураг авах, дээж дэх хэвтээ хавтгай эрдэс фазын 2 хэмжээст диаграммыг авахын тулд XRD-CT хийх. Бүх хэмжилтийг дээжийн тавиурыг сууриас нь салгах суурийн системийг ашиглахгүйгээр хийж болох бөгөөд ингэснээр КТ болон XRD-CT-ийн нарийвчлалтай хэмжилт хийх боломжтой болно гэдгийг анхаарна уу. WL горимын рентген илрүүлэгч (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) нь 10 лютетиум хөнгөн цагаан анар дан талст зузаан мкм (Lu3Al5O12:Ce) болон реле линзээс бүрдсэн сцинтиллятор бүхий 4608 × 4608 пикселийн нэмэлт металл-оксид-хагас дамжуулагч (CMOS) камер (C14120-20P; Hamamatsu Photonics)-ээр тоноглогдсон. WL горим дахь пикселийн хэмжээ ойролцоогоор 0.848 мкм байна. Тиймээс WL горим дахь харах талбар (FOV) нь офсет CT горимд ойролцоогоор 6 мм байна. NH горимын рентген детектор (BM AA50; Hamamatsu Photonics) нь 20 µм зузаантай гадолиний-хөнгөн цагаан-галлий анар (Gd3Al2Ga3O12) сцинтиллятор, 2048 × 2048 пикселийн нягтралтай CMOS камер (C11440-22CU; Hamamatsu Photonics) болон ×20 линзээр тоноглогдсон. NH горим дахь пикселийн хэмжээ ~0.25 µм, харах талбар ~0.5 мм байна. XRD горимын детектор (BM AA60; Hamamatsu Photonics) нь 50 µм зузаантай P43 (Gd2O2S:Tb) нунтаг дэлгэц, 2304 × 2304 пикселийн нягтралтай CMOS камер (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) болон реле линзээс бүрдсэн сцинтиллятороор тоноглогдсон. Илрүүлэгч нь үр дүнтэй пикселийн хэмжээ 19.05 µм, харах талбар нь 43.9 мм2 байна. FOV-ийг нэмэгдүүлэхийн тулд бид WL горимд офсет КТ процедурыг хэрэглэсэн. КТ сэргээн босголтын дамжуулсан гэрлийн дүрс нь эргэлтийн тэнхлэгийн эргэн тойронд хэвтээ чиглэлд туссан 180°-360° хүрээний дүрс болон 0°-180° хүрээний дүрсээс бүрдэнэ.
XRD горимд рентген туяаг Фреснелийн бүсийн хавтангаар фокусалдаг. Энэ горимд детекторыг дээжийн ард 110 мм, цацрагийн зогсоолыг детектороос 3 мм-ийн өмнө байрлуулдаг. 2θ хүрээтэй дифракцийн зургийг 1.43°-аас 18.00° хүртэл (торны алхам d = 16.6–1.32 Å) рентген толбыг детекторын харах талбайн доод хэсэгт фокусалж авсан. Дээж нь босоо чиглэлд тогтмол интервалаар хөдөлдөг бөгөөд босоо сканнердах алхам бүрт хагас эргэлт хийдэг. Хэрэв эрдэс хэсгүүд 180° эргүүлэхэд Брэгг нөхцлийг хангадаг бол хэвтээ хавтгайд эрдэс хэсгүүдийн дифракцийг авах боломжтой. Дараа нь дифракцийн зургийг босоо сканнердах алхам бүрт нэг зураг болгон нэгтгэсэн. SR-XRD-CT шинжилгээний нөхцөл нь SR-XRD шинжилгээний нөхцөлтэй бараг ижил байна. XRD-CT горимд детекторыг дээжийн ард 69 мм-ийн зайд байрлуулна. 2θ муж дахь дифракцийн зургууд нь 1.2°-аас 17.68° (d = 19.73-аас 1.35 Å) хооронд хэлбэлздэг бөгөөд рентген туяа болон цацрагийн хязгаарлагч хоёулаа илрүүлэгчийн харах талбайн төвтэй зэрэгцэн оршдог. Дээжийг хэвтээ байдлаар сканнердаж, дээжийг 180° эргүүлнэ. SR-XRD-CT зургуудыг оргил эрдсийн эрчимийг пикселийн утга болгон сэргээн босгосон. Хэвтээ сканнердах үед дээжийг ихэвчлэн 500–1000 алхамаар сканнерддаг.
Бүх туршилтын хувьд рентген туяаны энергийг 30 кэВ-д тогтоосон, учир нь энэ нь ойролцоогоор 6 мм диаметртэй солир руу рентген туяа нэвтрэх доод хязгаар юм. 180° эргэлтийн үед бүх КТ хэмжилтийн үед авсан зургийн тоо 1800 (офсет КТ хөтөлбөрийн хувьд 3600) байсан бөгөөд зургийн өртөлтийн хугацаа нь WL горимд 100 мс, NH горимд 300 мс, XRD-д 500 мс, XRD-CT мс-д 50 мс байв. Ердийн дээж сканнердах хугацаа нь WL горимд 10 орчим минут, NH горимд 15 минут, XRD-д 3 цаг, SR-XRD-CT-д 8 цаг байна.
КТ зургийг мушгирсан арын проекцоор сэргээн босгож, 0-ээс 80 см-1 хүртэлх шугаман сулралтын коэффициентоор хэвийн болгосон. 3 хэмжээст өгөгдлийг шинжлэхэд Slice програм хангамжийг, XRD өгөгдлийг шинжлэхэд muXRD програм хангамжийг ашигласан.
Эпоксид бэхлэгдсэн Рюгу бөөмс (A0029, A0037, C0009, C0014 ба C0068)-ийг хуурай нөхцөлд 0.5 мкм (3M) алмазан хальсны түвшинд хүртэл гадаргуу дээр аажмаар өнгөлж, өнгөлгөөний явцад материал гадаргуутай харьцахаас зайлсхийсэн. Дээж бүрийн өнгөлсөн гадаргууг эхлээд гэрлийн микроскопоор шалгаж, дараа нь энергийн тархалтын спектрометр (AZtec) зурагтай тоноглогдсон JEOL JSM-7100F SEM ашиглан дээж болон чанарын NIPR элементүүдийн минералоги ба бүтэцтэй зургийг (BSE) гаргаж авсан. Дээж бүрийн хувьд гол ба бага элементүүдийн агуулгыг электрон датчик микроанализатор (EPMA, JEOL JXA-8200) ашиглан шинжилсэн. Филлосиликат ба карбонат бөөмсийг 5 нА, байгалийн ба синтетик стандартыг 15 кэВ, сульфид, магнетит, оливин, пироксенийг 30 нА-д шинжилнэ. Модалийн зэрэглэлийг элементийн зураглал болон BSE зургуудаас ImageJ 1.53 програм хангамж ашиглан эрдэс тус бүрт дур мэдэн тохируулсан зохих босго утгуудтайгаар тооцоолсон.
Хүчилтөрөгчийн изотопын шинжилгээг Нээлттэй Их Сургуульд (Милтон Кейнс, Их Британи) хэт улаан туяаны лазер фторжуулалтын систем ашиглан хийсэн. Hayabusa2 дээжийг байгууламж хооронд шилжүүлэх зорилгоор азотоор дүүргэсэн саванд хийж Нээлттэй Их Сургууль 38 руу хүргэсэн.
Дээжийг ачих ажлыг азотын бээлийний хайрцагт хийж, хүчилтөрөгчийн түвшин 0.1%-иас доош хяналттайгаар гүйцэтгэсэн. Hayabusa2 шинжилгээний ажлын хувьд зөвхөн хоёр дээжийн нүх (диаметр 2.5 мм, гүн 5 мм)-ээс бүрдэх шинэ Ni дээжийн баригчийг үйлдвэрлэсэн бөгөөд нэг нь Hayabusa2 хэсгүүд, нөгөө нь обсидиан дотоод стандартын зориулалттай. Шинжилгээний явцад Hayabusa2 материалыг агуулсан дээжийн худгийг лазерын урвалын үед дээжийг барихын тулд ойролцоогоор 1 мм зузаантай, 3 мм диаметртэй дотоод BaF2 цонхоор хучсан. Дээж рүү чиглэсэн BrF5 урсгалыг Ni дээжийн баригчинд зүссэн хийн холих сувгаар хадгалсан. Дээжийн камерыг мөн вакуум фторжуулалтын шугамаас гаргаж аваад азотоор дүүргэсэн бээлийний хайрцагт нээх боломжтой байхаар дахин тохируулсан. Хоёр хэсэгтэй камерыг зэс жийргэвчтэй шахалтын битүүмжлэл болон EVAC Quick Release CeFIX 38 гинжин хавчаараар битүүмжилсэн. Камерын дээд хэсэгт байрлах 3 мм зузаантай BaF2 цонх нь дээжийг нэгэн зэрэг ажиглах, лазераар халаах боломжийг олгодог. Дээжийг ачих дараа камерыг дахин хавчаарлаж, фторжуулсан шугамд дахин холбоно. Шинжилгээ хийхийн өмнө дээжийн камерыг вакуум дор 95°C орчим халааж, адсорбцлогдсон чийгийг арилгасан. Шөнөжин халаасны дараа камерыг өрөөний температурт хөргөж, дараа нь дээж дамжуулах явцад агаар мандалд ил гарсан хэсгийг чийгийг арилгахын тулд гурван аликвот BrF5-аар цэвэрлэсэн. Эдгээр журам нь Hayabusa 2 дээжийг агаар мандалд ил гаргахгүй, дээж ачих явцад агаар мандалд агаар мандалд агаар мандалд агаар мандалд цацагдах фторжуулсан шугамын хэсгээс чийгээр бохирдохгүй байхыг баталгаажуулдаг.
Ryugu C0014-4 болон Orgueil (CI) бөөмийн дээжийг өөрчилсөн "дан" горимд42 шинжилсэн бол Y-82162 (CY) шинжилгээг олон дээжийн худагтай нэг тавиур дээр41 хийсэн. Усгүй найрлагатай тул CY хондритуудад нэг аргыг ашиглах шаардлагагүй. Дээжийг BrF5-ийн дэргэд XYZ гантри дээр суурилуулсан 50 Вт (10.6 µm) хүчин чадалтай Photon Machines Inc. хэт улаан туяаны CO2 лазер ашиглан халаасан. Суурилуулсан видео систем нь урвалын явцыг хянадаг. Фторжуулсны дараа ялгарсан O2-ийг хоёр криоген азотын хавх болон KBr-ийн халаасан давхаргаар цэвэрлэж, илүүдэл фторыг зайлуулсан. Цэвэршүүлсэн хүчилтөрөгчийн изотоп найрлагыг ойролцоогоор 200 массын нягтралтай Thermo Fisher MAT 253 хос сувгийн масс спектрометр дээр шинжилсэн.
Зарим тохиолдолд дээжийн урвалын үед ялгарсан хийн O2-ийн хэмжээ 140 мкг-аас бага байсан нь MAT 253 масс спектрометр дээрх хөөрөг төхөөрөмжийг ашиглах ойролцоо хязгаар юм. Эдгээр тохиолдолд шинжилгээнд микро эзэлхүүнийг ашиглана уу. Hayabusa2 бөөмсийг шинжилсний дараа обсидианы дотоод стандартыг фторжуулж, түүний хүчилтөрөгчийн изотопын найрлагыг тодорхойлсон.
NF+ NF3+ хэлтэрхийн ионууд нь 33 масстай (16O17O) цацрагт саад учруулдаг. Энэхүү болзошгүй асуудлыг арилгахын тулд ихэнх дээжийг криоген ялгах процедурыг ашиглан боловсруулдаг. Үүнийг MAT 253 шинжилгээний өмнө урагш чиглэлд эсвэл шинжилгээ хийсэн хийг тусгай молекул шигшүүр рүү буцааж, криоген ялгасны дараа дахин дамжуулах замаар хоёр дахь шинжилгээгээр хийж болно. Криоген ялгах нь шингэн азотын температурт молекул шигшүүрт хий нийлүүлж, дараа нь -130°C температурт анхдагч молекул шигшүүрт хийнэ. Өргөн хүрээтэй туршилтаар NF+ нь эхний молекул шигшүүр дээр үлдэж, энэ аргыг ашиглан мэдэгдэхүйц фракцчилал явагдаагүй болохыг харуулсан.
Бидний дотоод обсидиан стандартын давтан шинжилгээнд үндэслэн системийн хөөрөг горим дахь нийт нарийвчлал нь: δ17O-ийн хувьд ±0.053‰, δ18O-ийн хувьд ±0.095‰, Δ17O-ийн хувьд ±0.018‰ (2 sd). Хүчилтөрөгчийн изотопын шинжилгээг стандарт дельта тэмдэглэгээнд өгсөн бөгөөд delta18O-г дараах байдлаар тооцоолно.
Мөн δ17O-ийн хувьд 17O/16O харьцааг ашиглана уу. VSMOW нь Венийн дундаж далайн усны стандартын олон улсын стандарт юм. Δ17O нь газрын фракцын шугамаас хазайлтыг илэрхийлдэг бөгөөд тооцооллын томъёо нь: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Нэмэлт Хүснэгт 3-т үзүүлсэн бүх өгөгдлийг цоорхойгоор тохируулсан болно.
Ойролцоогоор 150-200 нм зузаантай хэсгүүдийг Кочи цөмийн дээж авах хүрээлэнгийн JAMSTEC-ийн Hitachi High Tech SMI4050 FIB багаж ашиглан Рюгу бөөмсөөс гаргаж авсан. Бүх FIB хэсгүүдийг N2 хийгээр дүүргэсэн савнаас объект хоорондын дамжуулалт хийхээр зайлуулсны дараа боловсруулаагүй бөөмсийн боловсруулаагүй хэлтэрхийнээс гаргаж авсан болохыг анхаарна уу. Эдгээр хэлтэрхийг SR-CT-ээр хэмжээгүй боловч нүүрстөрөгчийн K ирмэгийн спектрт нөлөөлж болзошгүй гэмтэл, бохирдлоос зайлсхийхийн тулд дэлхийн агаар мандалд хамгийн бага өртөлттэйгээр боловсруулсан. Вольфрамын хамгаалалтын давхаргыг хуримтлуулсны дараа сонирхлын бүсийг (25 × 25 μм2 хүртэл) 30 кВ-ын хурдасгуур хүчдэл дээр Ga+ ионы цацрагаар, дараа нь 5 кВ болон 40 пА датчик гүйдлээр хайчилж, нимгэн болгосон. Дараа нь хэт нимгэн хэсгүүдийг FIB-ээр тоноглогдсон микроманипулятор ашиглан томруулсан зэс тор (Kochi тор) 39 дээр байрлуулсан.
Рюгу A0098 (1.6303мг) болон C0068 (0.6483мг) үрэлийг цэвэр өндөр цэвэршилттэй полиэтилен хуудсанд цэвэр азотоор дүүргэсэн бээлийний хайрцагт SPring-8 дээр дэлхийн агаар мандалтай ямар ч харилцан үйлчлэлгүйгээр хоёр удаа битүүмжилсэн. JB-1 (Японы Геологийн Судалгааны Газраас гаргасан геологийн лавлах чулуулаг)-ын дээж бэлтгэх ажлыг Токиогийн Метрополитан Их Сургуульд хийсэн.
INAA нь Киотогийн Их Сургуулийн Нэгдсэн Цацраг ба Цөмийн Шинжлэх Ухааны Хүрээлэнд зохион байгуулагддаг. Дээжийг элементийн тоон үзүүлэлтэд ашигласан нуклидын хагас задралын хугацаанаас хамааран сонгосон өөр өөр цацрагийн мөчлөгөөр хоёр удаа цацрагаар шарсан. Эхлээд дээжийг хийн цацрагийн хоолойд 30 секундын турш цацрагаар шарсан. Зураг 3-т үзүүлсэн дулааны болон хурдан нейтроны урсгал нь Mg, Al, Ca, Ti, V болон Mn-ийн агууламжийг тодорхойлохын тулд тус тус 4.6 × 1012 ба 9.6 × 1011 см-2 с-1 байна. MgO (99.99% цэвэршилт, Соекава Химийн), Al (99.9% цэвэршилт, Соекава Химийн), болон Si металл (99.999% цэвэршилт, FUJIFILM Wako Pure Chemical) зэрэг химийн бодисуудыг (n, n) гэх мэт цөмийн урвалын саадыг засахын тулд мөн цацрагаар шарсан. Нейтроны урсгалын өөрчлөлтийг засахын тулд дээжийг натрийн хлоридоор (99.99% цэвэршилттэй; MANAC) цацрагаар шарсан.
Нейтрон цацраг туяагаар шарсны дараа гаднах полиэтилен хуудсыг шинээр сольж, дээж болон лавлагаанаас ялгарч буй гамма цацрагийг Ge илрүүлэгчээр нэн даруй хэмжсэн. Үүнтэй ижил дээжийг хийн цацраг туяагаар шарах хоолойд 4 цагийн турш дахин шарсан. 2-р дээж нь Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Se, Sb, Os, Ir болон Au-г тодорхойлохын тулд тус тус 5.6 · 1012 ба 1.2 · 1012 см-2 s-1 дулааны болон хурдан нейтроны урсгалтай. Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, болон Au-ийн хяналтын дээжийг эдгээр элементүүдийн мэдэгдэж буй концентрацийн стандарт уусмалын зохих хэмжээг (10-50 мкг хүртэл) хоёр шүүлтүүрийн цаасан дээр түрхэж, дараа нь дээжийг шарж шарж шарсан. Гамма цацрагийн тооллогыг Киотогийн Их Сургуулийн Нэгдсэн Цацраг ба Цөмийн Шинжлэх Ухааны Хүрээлэн болон Токиогийн Метрополитан Их Сургуулийн RI Судалгааны Төвд хийсэн. INAA элементүүдийг тоон аргаар тодорхойлох аналитик журам болон лавлах материалууд нь бидний өмнөх ажилд дурдсантай ижил байна.
NIPR дээр Рюгу дээжийн A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) болон C0087 (<1 мг)-ийн дифракцийн хэв маягийг цуглуулахын тулд рентген дифрактометр (Rigaku SmartLab) ашигласан. NIPR дээр Рюгу дээжийн A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) болон C0087 (<1 мг)-ийн дифракцийн хэв маягийг цуглуулахын тулд рентген дифрактометр (Rigaku SmartLab) ашигласан. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) нь NIPR дахь Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) ба C0087 (<1 мг) картиныг ялган салгахад ашигладаг. NIPR-д байгаа Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг), болон C0087 (<1 мг) дээжийн дифракцийн хэв маягийг цуглуулахын тулд рентген дифрактометр (Rigaku SmartLab) ашигласан.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。 Дифрактограммууд нь Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) ба C0087 (<1 мг) нь NIPR-д цацрагийн дифрактометр (Rigaku SmartLab) ашиглах боломжтой. Рюгу A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) болон C0087 (<1 мг) дээжийн рентген дифракцийн хэв маягийг NIPR дээр рентген дифрактометр (Rigaku SmartLab) ашиглан олж авсан.Бүх дээжийг индранил шилэн хавтан ашиглан цахиурын тусгалгүй вафли дээр нарийн нунтаг болгон нунтаглаж, дараа нь шингэн (ус эсвэл спирт) ашиглахгүйгээр цахиурын тусгалгүй вафли дээр жигд тараасан. Хэмжилтийн нөхцөл дараах байдалтай байна: Cu Kα рентген туяаг 40 кВ хоолойн хүчдэл болон 40 мА хоолойн гүйдэлээр үүсгэдэг, хязгаарлах завсарын урт нь 10 мм, дивергенцийн өнцөг нь (1/6)°, хавтгай доторх эргэлтийн хурд нь 20 эрг/мин, хүрээ нь 2θ (давхар Bragg өнцөг) нь 3-100° бөгөөд шинжлэхэд ойролцоогоор 28 цаг шаардагдана. Bragg Brentano оптикийг ашигласан. Илрүүлэгч нь нэг хэмжээст цахиурын хагас дамжуулагч илрүүлэгч (D/teX Ultra 250) юм. Cu Kβ-ийн рентген туяаг Ni шүүлтүүр ашиглан арилгасан. Боломжтой дээжийг ашиглан синтетик магнийн сапонит (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), серпентин (навчны серпентин, Миязу, Никка) болон пирротит (моноклиник 4C, Чихуа, Мексик Ваттс)-ийн хэмжилтийг харьцуулж, оргилуудыг тодорхойлж, Олон улсын дифракцийн мэдээллийн төвийн нунтаг файлын өгөгдлийн дифракцийн өгөгдөл, доломит (PDF 01-071-1662) болон магнетит (PDF 00-019-0629)-ийг ашигласан. Рюгугийн дифракцийн өгөгдлийг мөн гидро-өөрчлөгдсөн нүүрстөрөгчийн хондрит, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, болон Y 980115 CY (халаалтын III үе шат, 500–750°C)-ийн өгөгдөлтэй харьцуулсан. Харьцуулалт нь Orgueil-тэй төстэй боловч Y-791198 болон Y 980115-тай төстэй биш болохыг харуулсан.
FIB-ээс гаргаж авсан дээжийн хэт нимгэн хэсгүүдийн нүүрстөрөгчийн ирмэг K бүхий NEXAFS спектрийг Молекулын Шинжлэх Ухааны Хүрээлэнгийн (Оказаки, Япон) UVSOR синхротроны байгууламжийн STXM BL4U сувгийг ашиглан хэмжсэн. Фреснелийн бүсийн хавтангаар оптик фокустай цацрагийн цэгийн хэмжээ нь ойролцоогоор 50 нм байна. Ойрын ирмэгийн бүсийн нарийн бүтэц (283.6–292.0 эВ)-ийн хувьд энергийн алхам нь 0.1 эВ, урд болон хойд урд хэсгийн хувьд 0.5 эВ (280.0–283.5 эВ ба 292.5–300.0 эВ) байна. Зургийн пиксел бүрийн хугацааг 2 мс болгож тохируулсан. Нүүлгэн шилжүүлсний дараа STXM аналитик камерыг ойролцоогоор 20 мбар даралттай гелийгээр дүүргэсэн. Энэ нь камер болон дээжийн эзэмшигч дэх рентген оптик төхөөрөмжийн дулааны шилжилтийг багасгах, мөн дээжийн эвдрэл болон/эсвэл исэлдэлтийг бууруулахад тусалдаг. NEXAFS K-захын нүүрстөрөгчийн спектрийг aXis2000 програм хангамж болон өмчийн STXM өгөгдөл боловсруулах програм хангамжийг ашиглан давхарласан өгөгдлөөс үүсгэсэн. Дээжийн дамжуулах хайрцаг болон бээлийний хайрцгийг дээжийн исэлдэлт болон бохирдлоос зайлсхийхийн тулд ашигладаг болохыг анхаарна уу.
STXM-NEXAFS шинжилгээний дараа Ryugu FIB зүсмэлүүдийн устөрөгч, нүүрстөрөгч, азотын изотопын найрлагыг JAMSTEC NanoSIMS 50L ашиглан изотопын дүрслэл ашиглан шинжилсэн. Нүүрстөрөгч ба азотын изотопын шинжилгээнд зориулж ойролцоогоор 2 pA, устөрөгчийн изотопын шинжилгээнд зориулж ойролцоогоор 13 pA фокустай Cs+ анхдагч цацрагийг дээжинд ойролцоогоор 24 × 24 µm2-ээс 30 × 30 µm2 талбайд растержуулсан. Харьцангуй хүчтэй анхдагч цацрагийн гүйдэлд 3 минутын урьдчилсан шүршлэг хийсний дараа хоёрдогч цацрагийн эрчмийг тогтворжуулсны дараа шинжилгээ бүрийг эхлүүлсэн. Нүүрстөрөгч ба азотын изотопын шинжилгээнд ойролцоогоор 9000 массын нягтралтай долоон электрон үржүүлэгч мультиплекс илрүүлэлтийг ашиглан 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– болон 12C15N–-ийн зургийг нэгэн зэрэг авсан бөгөөд энэ нь бүх холбогдох изотопын нэгдлүүдийг салгахад хангалттай юм. интерференц (жишээ нь 13C дээр 12C1H ба 12C15N дээр 13C14N). Устөрөгчийн изотопын шинжилгээнд ойролцоогоор 3000 массын нягтралтай, гурван электрон үржүүлэгч ашиглан олон илрүүлэлттэй 1H-, 2D- ба 12C- зургийг авсан. Шинжилгээ бүр нь ижил талбайн 30 сканнердсан зургаас бүрдэх бөгөөд нэг зураг нь нүүрстөрөгч ба азотын изотопын шинжилгээнд 256 × 256 пиксел, устөрөгчийн изотопын шинжилгээнд 128 × 128 пикселээс бүрдэнэ. Саатуулах хугацаа нь нүүрстөрөгч ба азотын изотопын шинжилгээнд пиксел тутамд 3000 мкс, устөрөгчийн изотопын шинжилгээнд пиксел тутамд 5000 мкс байна. Бид багажийн массын фракцийг тохируулахын тулд устөрөгч, нүүрстөрөгч ба азотын изотопын стандарт болгон 1-гидроксибензотриазолын гидратыг ашигласан45.
FIB C0068-25 профайл дахь пресоляр бал чулууны цахиурын изотопын найрлагыг тодорхойлохын тулд бид ойролцоогоор 9000 массын нягтралтай зургаан электрон үржүүлэгч ашигласан. Зураг нь 256 × 256 пикселээс бүрдэх бөгөөд пиксел тутамд 3000 мкс саатах хугацаатай. Бид цахиурын вафлиг устөрөгч, нүүрстөрөгч, цахиурын изотопын стандарт болгон ашиглан массын фракцлах хэрэгслийг тохируулсан.
Изотопын зургийг НАСА-гийн NanoSIMS45 дүрслэлийн програм хангамж ашиглан боловсруулсан. Өгөгдлийг электрон үржүүлэгчийн үхлийн хугацаа (44 нс) болон бараг нэгэн зэрэг ирэх эффектүүдэд тохируулсан. Авах явцад зургийн зөрүүг засахын тулд зураг бүрийн хувьд өөр өөр сканнердах тохиргоог хийсэн. Эцсийн изотопын зургийг сканнердсан пиксел бүрийн хувьд зураг бүрээс хоёрдогч ионуудыг нэмж үүсгэнэ.
STXM-NEXAFS болон NanoSIMS шинжилгээний дараа JAMSTEC-ийн Кочи дахь 200 кВ-ын хурдатгалын хүчдэл дээр дамжуулалтын электрон микроскоп (JEOL JEM-ARM200F) ашиглан ижил FIB хэсгүүдийг судалсан. Микро бүтцийг харанхуй талбайд тод талбайн TEM болон өндөр өнцгийн сканнердах TEM ашиглан ажигласан. Эрдэс фазуудыг цэгэн электрон дифракци болон торны зурвасын дүрслэлээр тодорхойлж, химийн шинжилгээг 100 мм2 цахиурын шилжилтийн детектор болон JEOL Analysis Station 4.30 програм хангамж бүхий EDS ашиглан хийсэн. Тоон шинжилгээний хувьд элемент бүрийн рентген туяаны онцлог эрчмийг TEM сканнердах горимд 30 секундын тогтмол өгөгдөл цуглуулах хугацаа, ~100 × 100 нм2 цацрагийн сканнердах талбай, 50 пА цацрагийн гүйдэлтэйгээр хэмжсэн. Давхарласан силикат дахь (Si + Al)-Mg-Fe харьцааг байгалийн пиропагарнетийн стандартаас авсан зузааныг нь зассан туршилтын коэффициент k ашиглан тодорхойлсон.
Энэхүү судалгаанд ашигласан бүх зураг болон дүн шинжилгээг JAXA Өгөгдлийн Архивлалт ба Харилцаа Холбооны Систем (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2 хаягаар авах боломжтой. Энэхүү нийтлэлд анхны өгөгдлийг оруулсан болно.
Китари, К. нар. Хаябуса2 NIRS3 багажаар ажиглагдсан 162173 Рюгу астероидын гадаргуугийн найрлага. Шинжлэх ухаан 364, 272–275.
Ким, AJ Ямато төрлийн нүүрстөрөгчийн хондритууд (CY): Рюгу астероидын гадаргуугийн аналогууд уу? Геохими 79, 125531 (2019).
Пилоржет, С. нар. Рюгу дээжийн анхны найрлагын шинжилгээг MicroOmega гиперспектраль микроскоп ашиглан хийсэн. National Astron. 6, 221–225 (2021).
Яда, Т. нар. Рюгу астероидоос буцаж ирсэн Hyabusa2 дээжийн урьдчилсан шинжилгээ. Үндэсний астроном. 6, 214–220 (2021).