Faleminderit që vizituat Nature.com.Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar për CSS.Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer).Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne do ta bëjmë faqen pa stile dhe JavaScript.
Të paqëndrueshëm dhe të pasur me lëndë organike, asteroidët e tipit C mund të jenë një nga burimet kryesore të ujit në Tokë.Aktualisht, kondritet me karbon japin idenë më të mirë të përbërjes së tyre kimike, por informacioni rreth meteoritëve është i shtrembëruar: vetëm llojet më të qëndrueshme mbijetojnë duke hyrë në atmosferë dhe më pas duke ndërvepruar me mjedisin e tokës.Këtu paraqesim rezultatet e një studimi të detajuar vëllimor dhe mikroanalitik të grimcës primare Ryugu të dorëzuar në Tokë nga anija kozmike Hayabusa-2.Grimcat Ryugu tregojnë një përputhje të ngushtë në përbërje me kondritet CI (tipi Iwuna) të pafraksionuara kimikisht, por të ndryshuara nga uji, të cilat përdoren gjerësisht si një tregues i përbërjes së përgjithshme të sistemit diellor.Ky ekzemplar tregon një marrëdhënie komplekse hapësinore midis organikeve të pasura alifatike dhe silikateve të shtresuara dhe tregon një temperaturë maksimale prej rreth 30 °C gjatë erozionit të ujit.Ne gjetëm një bollëk deuterium dhe diazonium në përputhje me një origjinë ekstrasolare.Grimcat Ryugu janë materiali alien më i pandotur dhe i pandashëm i studiuar ndonjëherë dhe përshtaten më së miri me përbërjen e përgjithshme të sistemit diellor.
Nga qershori 2018 deri në nëntor 2019, anija hapësinore Hayabusa2 e Agjencisë Japoneze të Kërkimit të Hapësirës Ajrore (JAXA) kreu një studim të gjerë në distancë të asteroidit Ryugu.Të dhënat nga spektrometri i afërt me infra të kuqe (NIRS3) në Hayabusa-2 sugjerojnë se Ryugu mund të përbëhet nga një material i ngjashëm me kondritet karbonike termike dhe/ose shoku-metamorfike.Përputhja më e afërt është kondriti CY (lloji Yamato) 2. Albedo e ulët e Ryugut mund të shpjegohet me praninë e një numri të madh përbërësish të pasur me karbon, si dhe me madhësinë e grimcave, porozitetin dhe efektet e motit hapësinor.Anija kozmike Hayabusa-2 bëri dy ulje dhe mbledhjen e mostrave në Ryuga.Gjatë uljes së parë më 21 shkurt 2019, u mor material sipërfaqësor, i cili u ruajt në ndarjen A të kapsulës së kthimit, dhe gjatë uljes së dytë më 11 korrik 2019, materiali u mblodh pranë një krateri artificial të formuar nga një ndikim i vogël portativ.Këto mostra ruhen në Lagjen C. Karakterizimi fillestar jo shkatërrues i grimcave në Fazën 1 në dhoma të veçanta, të pandotura dhe të mbushura me azot të pastër në objektet e menaxhuara nga JAXA tregoi se grimcat Ryugu ishin më të ngjashme me kondritet CI4 dhe shfaqnin "nivele të ndryshme variacioni"3.Klasifikimi në dukje kontradiktor i Ryugu, i ngjashëm me kondritet CY ose CI, mund të zgjidhet vetëm nga karakterizimi i detajuar izotopik, elementar dhe mineralogjik i grimcave Ryugu.Rezultatet e paraqitura këtu ofrojnë një bazë solide për të përcaktuar se cili nga këto dy shpjegime paraprake për përbërjen e përgjithshme të asteroidit Ryugu ka më shumë gjasa.
Tetë peleta Ryugu (përafërsisht 60 mg gjithsej), katër nga Dhoma A dhe katër nga Dhoma C, u caktuan në Fazën 2 për të menaxhuar ekipin Kochi.Qëllimi kryesor i studimit është të sqarojë natyrën, origjinën dhe historinë evolucionare të asteroidit Ryugu dhe të dokumentojë ngjashmëritë dhe dallimet me ekzemplarë të tjerë të njohur jashtëtokësorë si kondritet, grimcat ndërplanetare të pluhurit (IDP) dhe kometat që kthehen.Mostrat e mbledhura nga misioni Stardust i NASA-s.
Analiza e detajuar mineralogjike e pesë kokrrave Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 dhe C0068) tregoi se ato përbëhen kryesisht nga filosilikate me kokërr të imët dhe të trashë (~ 64-88 vol.%; Fig. 1a, b, Shtesë).dhe tabelën shtesë 1).Filosilikatet me kokërr të trashë ndodhin si agregate me këmbë (deri në dhjetëra mikronë në madhësi) në matrica me kokrriza të imta dhe të pasura me filosilikat (më pak se disa mikronë në madhësi).Grimcat silikate me shtresa janë simbione serpentine-saponite (Fig. 1c).Harta (Si + Al)-Mg-Fe tregon gjithashtu se matrica silikate me shtresa të mëdha ka një përbërje të ndërmjetme midis serpentinës dhe saponitit (Fig. 2a, b).Matrica filosilikat përmban minerale karbonate (~2-21 vol.%), minerale sulfide (~2.4-5.5 vol.%) dhe magnetit (~3.6-6.8 vol.%).Një nga grimcat e ekzaminuara në këtë studim (C0009) përmbante një sasi të vogël (~ 0.5 vol.%) silikate anhidër (olivine dhe piroksen), të cilat mund të ndihmojnë në identifikimin e materialit burimor që përbën gurin e papërpunuar Ryugu5.Ky silikat anhidër është i rrallë në peletat Ryugu dhe u identifikua pozitivisht vetëm në peletin C0009.Karbonatet janë të pranishme në matricë si fragmente (më pak se disa qindra mikronë), kryesisht dolomite, me sasi të vogla karbonat kalciumi dhe brinel.Magnetiti shfaqet si grimca të izoluara, framboide, pllaka ose agregate sferike.Sulfidet përfaqësohen kryesisht nga pirotiti në formën e prizmave/pllakave ose lathave të çrregullta gjashtëkëndore.Matrica përmban një sasi të madhe të pentlanditit nën mikron ose në kombinim me pirrotit. Fazat e pasura me karbon (në madhësi <10 µm) ndodhin kudo në matricën e pasur me filosilikat. Fazat e pasura me karbon (në madhësi <10 µm) ndodhin kudo në matricën e pasur me filosilikat. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно во богатой филлосиликатами матрице. Fazat e pasura me karbon (në madhësi <10 µm) ndodhin kudo në matricën e pasur me filosilikat.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 mkm) preobladayut në богатой филлосиликатами матрице. Fazat e pasura me karbon (në madhësi <10 µm) mbizotërojnë në matricën e pasur me filosilikat.Mineralet e tjera ndihmëse janë paraqitur në Tabelën plotësuese 1. Lista e mineraleve të përcaktuara nga modeli i difraksionit me rreze X të përzierjes C0087 dhe A0029 dhe A0037 është shumë e qëndrueshme me atë të përcaktuar në chondrite CI (Orgueil), por ndryshon shumë nga chondrite cy dhe cm (mighhei) chondrite (figura 1 me të dhëna të shlyera dhe furnizuese 2).Përmbajtja totale e elementeve të kokrrave Ryugu (A0098, C0068) është gjithashtu në përputhje me kondritin 6 CI (të dhënat e zgjeruara, Fig. 2 dhe Tabela plotësuese 2).Në të kundërt, kondritet CM janë të varfëruar në elementë mesatarisht dhe shumë të paqëndrueshëm, veçanërisht Mn dhe Zn, dhe më të larta në elementët zjarrdurues7.Përqendrimet e disa elementeve ndryshojnë shumë, gjë që mund të jetë një reflektim i heterogjenitetit të natyrshëm të kampionit për shkak të madhësisë së vogël të grimcave individuale dhe paragjykimeve të marrjes së mostrave.Të gjitha karakteristikat petrologjike, mineralogjike dhe elementare tregojnë se kokrrat e Ryugu janë shumë të ngjashme me kondritet CI8,9,10.Një përjashtim i dukshëm është mungesa e ferrihidritit dhe sulfatit në kokrrat e Ryugu, duke sugjeruar se këto minerale në kondritet CI janë formuar nga moti tokësor.
a, Imazhi i përbërë me rreze X të Mg Kα (e kuqe), Ca Kα (jeshile), Fe Kα (blu) dhe S Kα (e verdhë) seksion i lëmuar i thatë C0068.Fraksioni përbëhet nga silikate të shtresuara (e kuqe: ~88 vol%), karbonate (dolomit; jeshile e lehtë: ~1,6 vol%), magnetit (blu: ~ 5,3 vol%) dhe sulfide (e verdhë: sulfide = ~ 2,5% vol. ese. b, imazhi i rajonit të konturit në pjesën e pasme të elektricitetit immmë i madh; sulfide; Mag - magnetit; lëng - gur sapuni; Srp - serpentinë. c, imazhi i mikroskopit elektronik të transmetimit me rezolucion të lartë (TEM) i një ndërthurjeje tipike saponit-serpentine që tregon brezat e rrjetës serpentine dhe saponit prej 0,7 nm dhe 1,1 nm, respektivisht.
Përbërja e matricës dhe e silikatit të shtresëzuar (në %) të grimcave Ryugu A0037 (rrathë të ngurtë të kuq) dhe C0068 (rrathë të ngurtë blu) tregohet në sistemin tresh (Si+Al)-Mg-Fe.a, Rezultatet e Mikroanalizës së Sondave Elektronike (EPMA) të grafikuara kundër kondritit CI (Ivuna, Orgueil, Alais)16 të paraqitura në gri për krahasim.b, Analiza e skanimit të TEM (STEM) dhe e spektroskopisë së shpërndarjes së energjisë me rreze X (EDS) e treguar për krahasim me meteoritët Orgueil9 dhe Murchison46 dhe IDP47 të hidratuar.Janë analizuar filosilikatet me kokërr të imët dhe të trashë, duke shmangur grimcat e vogla të sulfurit të hekurit.Vijat me pika në a dhe b tregojnë linjat e tretjes së saponitit dhe serpentinës.Përbërja e pasur me hekur në a mund të jetë për shkak të kokrrave të sulfurit të hekurit nën mikron brenda kokrrave silikate të shtresuara, të cilat nuk mund të përjashtohen nga rezolucioni hapësinor i analizës EPMA.Pikat e të dhënave me një përmbajtje më të lartë Si sesa saponiti në b mund të shkaktohen nga prania e materialit amorf të pasur me silikon me madhësi nanoz në interstiksionet e shtresës filosilikat.Numri i analizave: N=69 për A0037, N=68 për EPMA, N=68 për C0068, N=19 për A0037 dhe N=27 për C0068 për STEM-EDS.c, harta e izotopit të grimcës trioksi Ryugu C0014-4 krahasuar me vlerat e kondritit CI (Orgueil), CY (Y-82162) dhe të dhënat e literaturës (CM dhe C2-ung) 41,48,49.Ne kemi marrë të dhëna për meteorët Orgueil dhe Y-82162.CCAM është një linjë e mineraleve kondrite karbonike anhydrous, TFL është një linjë ndarëse e tokës.d, Δ17O dhe δ18O hartat e grimcave Ryugu C0014-4, kondritit CI (Orgueil) dhe kondritit CY (Y-82162) (ky studim).Δ17O_Ryugu: Vlera e Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Vlera mesatare Δ17O për Orgueil.Δ17O_Y-82162: Vlera mesatare Δ17O për Y-82162.Të dhënat CI dhe CY nga literatura 41, 48, 49 janë paraqitur gjithashtu për krahasim.
Analiza e izotopit masiv të oksigjenit u krye në një kampion 1.83 mg të materialit të nxjerrë nga C0014 granular me fluorinim lazer (Metodat).Për krahasim, ne lëshuam shtatë kopje të Orgueil (CI) (masa totale = 8,96 mg) dhe shtatë kopje të Y-82162 (CY) (masa totale = 5,11 mg) (Tabela plotësuese 3).
Në fig.2d tregon një ndarje të qartë të Δ17O dhe δ18O midis grimcave mesatare të peshës së Orgueil dhe Ryugu krahasuar me Y-82162.Δ17O e grimcës Ryugu C0014-4 është më e lartë se ajo e grimcës Orgeil, pavarësisht mbivendosjes në 2 sd.Grimcat Ryugu kanë vlera më të larta Δ17O në krahasim me Orgeil, gjë që mund të pasqyrojë ndotjen tokësore të këtij të fundit që nga rënia e tij në 1864. Moti në mjedisin tokësor11 rezulton domosdoshmërisht në inkorporimin e oksigjenit atmosferik, duke e afruar analizën e përgjithshme me vijën e thyerjes tokësore (FLT).Ky përfundim është në përputhje me të dhënat mineralogjike (të diskutuara më herët) se kokrrat Ryugu nuk përmbajnë hidrate ose sulfate, ndërsa Orgeil përmban.
Bazuar në të dhënat e mësipërme mineralogjike, këto rezultate mbështesin një lidhje midis kokrrave Ryugu dhe kondritëve CI, por përjashtojnë një lidhje të kondritit CY.Fakti që kokrrat Ryugu nuk shoqërohen me kondrite CY, të cilat tregojnë shenja të qarta të mineralogjisë së dehidrimit, është i çuditshëm.Vëzhgimet orbitale të Ryugu duket se tregojnë se ajo ka pësuar dehidrim dhe për këtë arsye ka të ngjarë të përbëhet nga materiali CY.Arsyet për këtë ndryshim të dukshëm mbeten të paqarta.Një analizë e izotopit të oksigjenit të grimcave të tjera Ryugu është paraqitur në një punim shoqërues 12. Megjithatë, rezultatet e këtij grupi të të dhënave të zgjeruara janë gjithashtu në përputhje me lidhjen midis grimcave Ryugu dhe kondritëve CI.
Duke përdorur teknikat e koordinuara të mikroanalizës (Fig. Suplementare 3), ne ekzaminuam shpërndarjen hapësinore të karbonit organik në të gjithë sipërfaqen e fraksionit të rrezes së joneve të fokusuar (FIB) C0068.25 (Fig. 3a-f).Spektrat e përthithjes së rrezeve X të karbonit (NEXAFS) në skajin e afërt në seksionin C0068.25 që tregojnë disa grupe funksionale - aromatike ose C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) dhe C( =O)O (288.7 Struktura absolutisht Fig. 3a), që do të thotë një shkallë e ulët e ndryshimit termik.Maja e fortë e CH (287.5 eV) e organikës së pjesshme të C0068.25 ndryshon nga organikët e patretshëm të kondritëve karbonatikë të studiuar më parë dhe është më i ngjashëm me IDP14 dhe grimcat kometare të marra nga misioni Stardust.Një maksimum i fortë i CH në 287.5 eV dhe një maksimum aromatik shumë i dobët ose C=C në 285.2 eV tregojnë se përbërjet organike janë të pasura me komponime alifatike (Fig. 3a dhe Fig. Suplementare 3a).Zonat e pasura me komponime organike alifatike janë të lokalizuara në filosilikatet me kokërr të trashë, si dhe në zona me strukturë të dobët aromatike (ose C=C) karboni (Fig. 3c,d).Në të kundërt, A0037,22 (Fig. Suplementare 3) tregoi pjesërisht një përmbajtje më të ulët të rajoneve të pasura me karbon alifatik.Mineralogjia themelore e këtyre kokrrave është e pasur me karbonate, të ngjashme me kondritin CI 16, duke sugjeruar një ndryshim të gjerë të ujit burimor (Tabela Plotësuese 1).Kushtet oksiduese do të favorizojnë përqendrime më të larta të grupeve funksionale karbonil dhe karboksil në përbërjet organike të shoqëruara me karbonate.Shpërndarja nën mikron e lëndëve organike me struktura alifatike të karbonit mund të jetë shumë e ndryshme nga shpërndarja e silikateve me shtresë të trashë.Në meteoritin e Liqenit Tagish u gjetën sugjerime të përbërjeve organike alifatike të lidhura me filosilikat-OH.Të dhënat e koordinuara mikroanalitike sugjerojnë se lënda organike e pasur me komponime alifatike mund të jetë e përhapur në asteroidet e tipit C dhe e lidhur ngushtë me filosilikatet.Ky përfundim është në përputhje me raportet e mëparshme të CH alifatike/aromatike në grimcat Ryugu të demonstruara nga MicroOmega, një mikroskop hiperspektral afër infra të kuqe.Një pyetje e rëndësishme dhe e pazgjidhur është nëse vetitë unike të përbërjeve organike të pasura me karbon alifatik të lidhura me filosilikatet me kokërr të trashë, të vëzhguara në këtë studim, gjenden vetëm në asteroidin Ryugu.
a, spektri i karbonit NEXAFS u normalizua në 292 eV në rajonin e pasur aromatik (C=C) (e kuqe), në rajonin e pasur alifatik (jeshile) dhe në matricë (blu).Linja gri është spektri organik i patretshëm Murchison 13 për krahasim.au, njësi arbitrazhi.b, Imazhi spektral i mikroskopit me rreze X të transmetimit të skanimit (STXM) të një skaji karboni K që tregon se seksioni dominohet nga karboni.c, parcela e përbërë RGB me rajone të pasura aromatike (C=C) (e kuqe), rajone të pasura alifatike (jeshile) dhe matricë (blu).d, organikët e pasur me komponime alifatike janë të përqendruara në filosilikat me kokërr të trashë, sipërfaqja është zgjeruar nga kutitë me pika të bardha në b dhe c.e, nanosfera të mëdha (ng-1) në zonën e zmadhuar nga kutia me pika të bardha në b dhe c.Për: pirrotit.Pn: nikel-kromit.f, Imazhe elementare të spektrometrisë së masës së joneve dytësore në shkallë nano (NanoSIMS), hidrogjenit (1H), karbonit (12C) dhe azotit (12C14N), imazhe me raport elementesh 12C/1H dhe imazhe të izotopeve të kryqëzuara δD, δ13C dhe δ15N – seksioni PG1C i pasuruar paraprakisht me grafit PG-1.
Studimet kinetike të degradimit të lëndës organike në meteoritët Murchison mund të japin informacion të rëndësishëm në lidhje me shpërndarjen heterogjene të lëndës organike alifatike të pasur me kokrra Ryugu.Ky studim tregon se lidhjet alifatike CH në lëndën organike vazhdojnë deri në një temperaturë maksimale prej rreth 30°C në bazë dhe/ose ndryshojnë me marrëdhëniet kohë-temperaturë (p.sh. 200 vjet në 100°C dhe 0°C 100 milionë vjet)..Nëse pararendësi nuk nxehet në një temperaturë të caktuar për më shumë se një kohë të caktuar, shpërndarja origjinale e organikëve alifatikë të pasur me filosilikat mund të ruhet.Megjithatë, ndryshimet e ujit të shkëmbinjve burim mund të komplikojnë këtë interpretim, pasi A0037 i pasur me karbonate nuk tregon ndonjë rajon alifatik të pasur me karbon të lidhur me filosilikatet.Ky ndryshim i ulët i temperaturës korrespondon afërsisht me praninë e feldspatit kub në kokrrat e Ryugu (Tabela plotësuese 1) 20.
Fraksioni C0068.25 (ng-1; Fig. 3a–c,e) përmban një nanosferë të madhe që tregon spektra shumë aromatike (ose C=C), mesatarisht alifatike dhe të dobëta të C(=O)O dhe C=O..Nënshkrimi i karbonit alifatik nuk përputhet me nënshkrimin e organeve të patretshme në masë dhe nanosferave organike të shoqëruara me kondrite (Fig. 3a) 17,21.Analiza spektroskopike Raman dhe infra të kuqe e nanosferave në liqenin Tagish tregoi se ato përbëhen nga komponime organike alifatike dhe të oksiduara dhe komponime organike aromatike të çrregullta policiklike me një strukturë komplekse22,23.Për shkak se matrica përreth përmban lëndë organike të pasura me komponime alifatike, nënshkrimi i karbonit alifatik në ng-1 mund të jetë një objekt analitik.Është interesante se ng-1 përmban silikate amorfe të ngulitura (Fig. 3e), një strukturë që nuk është raportuar ende për ndonjë organik jashtëtokësor.Silikatet amorfe mund të jenë përbërës natyralë të ng-1 ose të rezultojnë nga amorfizimi i silikateve ujore/anhidër nga rreze jonesh dhe/ose elektronike gjatë analizës.
Imazhet e joneve NanoSIMS të seksionit C0068.25 (Fig. 3f) tregojnë ndryshime uniforme në δ13C dhe δ15N, me përjashtim të kokrrave parasolare me një pasurim të madh 13C prej 30,811 ‰ (PG-1 në imazhin δ13C në Fig. 3f) (Tabela plotësuese 4).Imazhet elementare të kokrrizave me rreze X dhe imazhet TEM me rezolucion të lartë tregojnë vetëm përqendrimin e karbonit dhe distancën midis planeve bazale prej 0.3 nm, që korrespondon me grafitin.Vlen të përmendet se vlerat e δD (841 ± 394 ‰) dhe δ15N (169 ± 95 ‰), të pasuruara me lëndë organike alifatike të shoqëruar me filosilikate me kokërr të trashë, rezultojnë të jenë pak më të larta se mesatarja për të gjithë rajonin C (δD = 1328 ‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) në C0068.25 (Tabela plotësuese 4).Ky vëzhgim sugjeron se organikët e pasur me alifatik në filosilikatet me kokërr të trashë mund të jenë më primitive se organet përreth, pasi këto të fundit mund të kenë pësuar shkëmbim izotopik me ujin përreth në trupin origjinal.Përndryshe, këto ndryshime izotopike mund të lidhen edhe me procesin fillestar të formimit.Interpretohet se silikatet me shtresa të imta në kondrite CI u formuan si rezultat i ndryshimit të vazhdueshëm të grupeve origjinale të silikateve anhidër me kokërr të trashë.Lënda organike e pasur me alifatik mund të jetë formuar nga molekulat pararendëse në diskun protoplanetar ose mjedisin ndëryjor përpara formimit të sistemit diellor, dhe më pas janë ndryshuar pak gjatë ndryshimeve të ujit të trupit mëmë Ryugu (i madh). Madhësia (<1.0 km) e Ryugu është shumë e vogël për të ruajtur mjaftueshëm nxehtësinë e brendshme për ndryshimin ujor për të formuar minerale me ujë25. Madhësia (<1.0 km) e Ryugu është shumë e vogël për të mbajtur mjaftueshëm nxehtësi të brendshme për ndryshimin ujor për të formuar minerale me ujë25. Diametri (<1,0 km) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло за водного изменения со образованием водных минералов25. Madhësia (<1,0 km) Ryugu është shumë i vogël për të mbajtur nxehtësinë e brendshme të mjaftueshme për ndryshimin e ujit për të formuar minerale ujore25. 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 со образованием водных минералов25. Madhësia e Ryugu (<1.0 km) është shumë e vogël për të mbështetur nxehtësinë e brendshme për të ndryshuar ujin për të formuar minerale ujore25.Prandaj, paraardhësit e Ryugu mund të kërkohen dhjetëra kilometra në madhësi.Lënda organike e pasur me komponime alifatike mund të ruajë raportet e tyre origjinale të izotopeve për shkak të lidhjes me filosilikatet me kokërr të trashë.Sidoqoftë, natyra e saktë e bartësve të rëndë izotopikë mbetet e pasigurt për shkak të përzierjes komplekse dhe delikate të përbërësve të ndryshëm në këto fraksione FIB.Këto mund të jenë substanca organike të pasura me komponime alifatike në granula Ryugu ose filosilikate të trashë që i rrethojnë ato.Vini re se lënda organike në pothuajse të gjithë kondritet karbonike (duke përfshirë kondritet CI) priret të jetë më e pasur me D sesa në filosilikat, me përjashtim të CM Paris 24, 26 meteorite.
Parcelat e vëllimit δD dhe δ15N të fetave FIB të marra për feta A0002.23 dhe A0002.26, A0037.22 dhe A0037.23 dhe C0068.23, C0068.25 dhe C0068.26 A0068.26 FIB (një total prej 7 pjesësh të tjera FIB nga 7 pjesë të tjera FIB) sistemi diellor është paraqitur në fig.4 (Tabela Plotësuese 4)27,28.Ndryshimet e volumit në δD dhe δ15N në profilet A0002, A0037 dhe C0068 janë në përputhje me ato në IDP, por më të larta se në kondritet CM dhe CI (Fig. 4).Vini re se diapazoni i vlerave δD për kampionin e Kometës 29 (-240 deri në 1655 ‰) është më i madh se ai i Ryugu.Vëllimet δD dhe δ15N të profileve Ryukyu janë, si rregull, më të vogla se mesatarja për kometat e familjes Jupiter dhe resë Oort (Fig. 4).Vlerat më të ulëta δD të kondritit CI mund të pasqyrojnë ndikimin e ndotjes tokësore në këto mostra.Duke pasur parasysh ngjashmëritë midis Bells, Liqenit Tagish dhe IDP, heterogjeniteti i madh në vlerat δD dhe δN në grimcat Ryugu mund të pasqyrojë ndryshime në nënshkrimet fillestare izotopike të përbërjeve organike dhe ujore në sistemin e hershëm diellor.Ndryshimet e ngjashme izotopike në δD dhe δN në grimcat Ryugu dhe IDP sugjerojnë që të dyja mund të jenë formuar nga materiali nga i njëjti burim.Besohet se PZHBV-të e kanë origjinën nga burimet kometare 14 .Prandaj, Ryugu mund të përmbajë materiale të ngjashme me kometën dhe/ose të paktën sistemin e jashtëm diellor.Megjithatë, kjo mund të jetë më e vështirë se sa pohojmë këtu për shkak të (1) përzierjes së ujit sferulitik dhe të pasur me D në trupin mëmë 31 dhe (2) raportit D/H të kometës si funksion i aktivitetit kometar 32 .Megjithatë, arsyet për heterogjenitetin e vëzhguar të izotopeve të hidrogjenit dhe azotit në grimcat Ryugu nuk janë kuptuar plotësisht, pjesërisht për shkak të numrit të kufizuar të analizave të disponueshme sot.Rezultatet e sistemeve të izotopeve të hidrogjenit dhe azotit ende rrisin mundësinë që Ryugu të përmbajë pjesën më të madhe të materialit nga jashtë Sistemit Diellor dhe kështu mund të tregojë njëfarë ngjashmërie me kometat.Profili Ryugu nuk tregoi asnjë korrelacion të dukshëm midis δ13C dhe δ15N (Tabela plotësuese 4).
Përbërja e përgjithshme izotopike H dhe N e grimcave Ryugu (rrathët e kuq: A0002, A0037; rrathët blu: C0068) lidhet me madhësinë diellore 27, familjen mesatare të Jupiterit (JFC27) dhe kometat e reve Oort (OCC27), IDP28 dhe chondrululeous.Krahasimi i meteoritit 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Përbërja izotopike është dhënë në tabelën plotësuese 4. Vijat me pika janë vlerat e izotopeve tokësore për H dhe N.
Transporti i substancave të paqëndrueshme (p.sh. lëndë organike dhe ujë) në Tokë mbetet një shqetësim26,27,33.Lënda organike nën mikron e lidhur me filosilikatet e trashë në grimcat Ryugu të identifikuara në këtë studim mund të jetë një burim i rëndësishëm i avullimeve.Lënda organike në filosilikatet me kokërr të trashë mbrohet më mirë nga degradimi16,34 dhe kalbja35 sesa lënda organike në matricat me kokrriza të imta.Përbërja më e rëndë izotopike e hidrogjenit në grimcat do të thotë se ato nuk kanë gjasa të jenë burimi i vetëm i avullimeve të bartura në Tokën e hershme.Ato mund të përzihen me përbërës me një përbërje izotopike më të lehtë të hidrogjenit, siç u propozua kohët e fundit në hipotezën e pranisë së ujit të drejtuar nga era diellore në silikate.
Në këtë studim tregojmë se meteoritët CI, pavarësisht rëndësisë së tyre gjeokimike si përfaqësues të përbërjes së përgjithshme të sistemit diellor, 6,10 janë mostra të kontaminuara tokësore.Ne gjithashtu ofrojmë prova të drejtpërdrejta për ndërveprimet midis lëndës organike të pasur alifatike dhe mineraleve fqinje me ujë dhe sugjerojmë që Ryugu mund të përmbajë material ekstrasolar37.Rezultatet e këtij studimi tregojnë qartë rëndësinë e marrjes së mostrave direkte të protoasteroideve dhe nevojën për të transportuar mostrat e kthyera në kushte krejtësisht inerte dhe sterile.Provat e paraqitura këtu tregojnë se grimcat Ryugu janë padyshim një nga materialet më të pandotura të sistemit diellor në dispozicion për kërkime laboratorike dhe studimi i mëtejshëm i këtyre mostrave të çmuara padyshim që do të zgjerojë të kuptuarit tonë për proceset e hershme të sistemit diellor.Grimcat Ryugu janë përfaqësimi më i mirë i përbërjes së përgjithshme të sistemit diellor.
Për të përcaktuar mikrostrukturën komplekse dhe vetitë kimike të mostrave në shkallë nënmikrone, ne përdorëm tomografinë kompjuterike të bazuar në rrezatim sinkrotron (SR-XCT) dhe difraksionin me rreze X SR (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM.Asnjë degradim, ndotje për shkak të atmosferës së tokës dhe asnjë dëmtim nga grimcat e imëta ose mostrat mekanike.Ndërkohë, ne kemi kryer analiza sistematike volumetrike duke përdorur mikroskopin elektronik skanues (SEM)-EDS, EPMA, XRD, analizën instrumentale të aktivizimit të neutronit (INAA) dhe pajisjet e fluorizimit me izotop të oksigjenit me lazer.Procedurat e analizës tregohen në figurën plotësuese 3 dhe çdo analizë përshkruhet në seksionet e mëposhtme.
Grimcat nga asteroidi Ryugu u gjetën nga moduli i rihyrjes Hayabusa-2 dhe u dorëzuan në Qendrën e Kontrollit JAXA në Sagamihara, Japoni, pa ndotur atmosferën e Tokës4.Pas karakterizimit fillestar dhe jo-shkatërrues në një strukturë të menaxhuar nga JAXA, përdorni kontejnerë transferimi të vulosur brenda vendit dhe qese me kapsula kampione (kristal safiri me diametër 10 ose 15 mm dhe çelik inox, në varësi të madhësisë së kampionit) për të shmangur ndërhyrjet mjedisore.mjedisi.y dhe/ose ndotësit e tokës (p.sh. avujt e ujit, hidrokarburet, gazet atmosferike dhe grimcat e imëta) dhe kontaminimi i kryqëzuar ndërmjet mostrave gjatë përgatitjes së mostrës dhe transportit ndërmjet instituteve dhe universiteteve38.Për të shmangur degradimin dhe ndotjen për shkak të ndërveprimit me atmosferën e tokës (avulli i ujit dhe oksigjeni), të gjitha llojet e përgatitjes së kampionit (përfshirë copëtimin me një daltë tantal, duke përdorur një sharrë teli të balancuar diamanti (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) dhe prerje epokside) përgatitja për instalim (në kuti të thatë -20 °C, -20 °C, në kutinë e thatë -20 °C). ~ 50-100 ppm).Të gjithë artikujt e përdorur këtu pastrohen me një kombinim të ujit ultra të pastër dhe etanolit duke përdorur valë ultrasonike të frekuencave të ndryshme.
Këtu studiojmë koleksionin e meteoritëve të Institutit Kombëtar të Kërkimeve Polare (NIPR) të Qendrës së Kërkimit të Meteoritëve Antarktik (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 dhe CY: Y 980115).
Për transferimin ndërmjet instrumenteve për analizën SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS dhe TEM, ne përdorëm mbajtësin universal të mostrës ultra të hollë të përshkruar në studimet e mëparshme38.
Analiza SR-XCT e mostrave Ryugu u krye duke përdorur sistemin e integruar CT BL20XU/SPring-8.Sistemi i integruar i CT përbëhet nga mënyra të ndryshme matjeje: fushë e gjerë e shikimit dhe modaliteti me rezolucion të ulët (WL) për të kapur të gjithë strukturën e kampionit, fushë e ngushtë e shikimit dhe modaliteti me rezolucion të lartë (NH) për matjen e saktë të zonës së mostrës.interes dhe radiografi për të marrë një model difraksioni të vëllimit të kampionit dhe kryeni XRD-CT për të marrë një diagramë 2D të fazave minerale të planit horizontal në kampion.Vini re se të gjitha matjet mund të kryhen pa përdorur sistemin e integruar për të hequr mbajtësin e kampionit nga baza, duke lejuar matje të sakta CT dhe XRD-CT.Detektori me rreze X i modalitetit WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) ishte i pajisur me një kamerë shtesë 4608 × 4608 pikselë me gjysmëpërçues metal-oksid-gjysmëpërçues (CMOS) (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) me një shintilator të përbërë prej 10 lumine me trashësi 10 lutetium 1 mL cAlC. ) dhe lente rele.Madhësia e pikselit në modalitetin WL është rreth 0,848 µm.Kështu, fusha e shikimit (FOV) në modalitetin WL është afërsisht 6 mm në modalitetin CT të zhvendosur.Detektori me rreze X të modalitetit NH (BM AA50; Hamamatsu Photonics) ishte i pajisur me një skaner gadolinium-alumin-galium (Gd3Al2Ga3O12) me trashësi 20 μm, një aparat fotografik CMOS (C11440-22CU) me një rezolucion prej 2048 × pikselë 2048 × s;Hamamatsu Photonics) dhe një lente ×20.Madhësia e pikselit në modalitetin NH është ~0,25 µm dhe fusha e shikimit është ~0,5 mm.Detektori për modalitetin XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) ishte i pajisur me një scintilator të përbërë nga një ekran pluhur P43 (Gd2O2S:Tb) me trashësi 50 µm, një aparat fotografik CMOS me rezolucion 2304 × 2304 piksel (C15440-20UP; Hamamatsu.Detektori ka një madhësi efektive piksel prej 19,05 µm dhe një fushë shikimi prej 43,9 mm2.Për të rritur FOV, ne aplikuam një procedurë CT të kompensuar në modalitetin WL.Imazhi i dritës së transmetuar për rindërtimin e CT përbëhet nga një imazh në rangun prej 180° deri në 360° i reflektuar horizontalisht rreth boshtit të rrotullimit dhe një imazh në rangun prej 0° deri në 180°.
Në modalitetin XRD, rrezja me rreze X fokusohet nga një pllakë e zonës Fresnel.Në këtë mënyrë, detektori vendoset 110 mm pas kampionit dhe ndalesa e rrezes është 3 mm përpara detektorit.Imazhet e difraksionit në rangun 2θ nga 1,43° deri në 18,00° (katriumi i grilave d = 16,6-1,32 Å) u morën me pikën e rrezeve X të fokusuar në fund të fushës së shikimit të detektorit.Mostra lëviz vertikalisht në intervale të rregullta, me një gjysmë rrotullimi për çdo hap vertikal të skanimit.Nëse grimcat minerale plotësojnë kushtin Bragg kur rrotullohen me 180°, është e mundur të merret difraksioni i grimcave minerale në planin horizontal.Imazhet e difraksionit u kombinuan më pas në një imazh për çdo hap të skanimit vertikal.Kushtet e analizës SR-XRD-CT janë pothuajse të njëjta me ato për analizën SR-XRD.Në modalitetin XRD-CT, detektori pozicionohet 69 mm pas kampionit.Imazhet e difraksionit në diapazonin 2θ variojnë nga 1,2° deri në 17,68° (d = 19,73 deri në 1,35 Å), ku si rrezja e rrezeve X ashtu edhe kufizuesi i rrezes janë në linjë me qendrën e fushës së shikimit të detektorit.Skanoni kampionin horizontalisht dhe rrotullojeni kampionin 180°.Imazhet SR-XRD-CT u rindërtuan me intensitet maksimal mineral si vlera pixel.Me skanimin horizontal, mostra zakonisht skanohet në 500–1000 hapa.
Për të gjitha eksperimentet, energjia e rrezeve X u fiksua në 30 keV, pasi ky është kufiri i poshtëm i depërtimit të rrezeve X në meteoritët me një diametër prej rreth 6 mm.Numri i imazheve të marra për të gjitha matjet CT gjatë rrotullimit 180° ishte 1800 (3600 për programin CT të kompensuar), dhe koha e ekspozimit për imazhet ishte 100 ms për modalitetin WL, 300 ms për modalitetin NH, 500 ms për XRD dhe 50 ms.ms për XRD-CT ms.Koha tipike e skanimit të mostrës është rreth 10 minuta në modalitetin WL, 15 minuta në modalitetin NH, 3 orë për XRD dhe 8 orë për SR-XRD-CT.
Imazhet CT u rindërtuan nga projeksioni konvolucional i shpinës dhe u normalizuan për një koeficient zbutjeje lineare nga 0 në 80 cm-1.Softueri Slice u përdor për të analizuar të dhënat 3D dhe softueri muXRD u përdor për të analizuar të dhënat XRD.
Grimcat Ryugu të fiksuara me epoksi (A0029, A0037, C0009, C0014 dhe C0068) u lëmuan gradualisht në sipërfaqe deri në nivelin e një filmi mbulues diamanti 0,5 μm (3M) në kushte të thata, duke shmangur kontaktin e materialit me sipërfaqen gjatë procesit të lustrimit.Sipërfaqja e lëmuar e çdo kampioni u ekzaminua fillimisht me mikroskop të dritës dhe më pas u shpërndanë elektronet për të marrë imazhe mineralogjie dhe teksture (BSE) të mostrave dhe elementëve cilësorë NIPR duke përdorur një SEM JEOL JSM-7100F të pajisur me një spektrometër shpërndarës energjie (AZtec).energji) foto.Për çdo mostër, përmbajtja e elementeve kryesore dhe të vogla u analizua duke përdorur një mikroanalizues të sondës elektronike (EPMA, JEOL JXA-8200).Analizoni grimcat e filosilikatit dhe karbonatit në 5 nA, standardet natyrore dhe sintetike në 15 keV, sulfidet, magnetitin, olivinën dhe piroksenin në 30 nA.Notat modale u llogaritën nga hartat e elementeve dhe imazhet e BSE duke përdorur softuerin ImageJ 1.53 me pragjet e duhura të vendosura në mënyrë arbitrare për çdo mineral.
Analiza e izotopit të oksigjenit u krye në Universitetin e Hapur (Milton Keynes, MB) duke përdorur një sistem fluorimi me lazer infra të kuqe.Mostrat e Hayabusa2 u dorëzuan në Universitetin e Hapur 38 në kontejnerë të mbushur me azot për transferim ndërmjet objekteve.
Ngarkimi i mostrës u krye në një kuti dorezash azoti me një nivel të monitoruar oksigjeni nën 0.1%.Për punën analitike Hayabusa2, u fabrikua një mbajtës i ri kampioni Ni, i përbërë nga vetëm dy vrima mostre (diametri 2.5 mm, thellësia 5 mm), njëra për grimcat Hayabusa2 dhe tjetra për standardin e brendshëm të obsidianit.Gjatë analizës, pusi i kampionit që përmban materialin Hayabusa2 u mbulua me një dritare të brendshme BaF2 afërsisht 1 mm e trashë dhe 3 mm në diametër për të mbajtur kampionin gjatë reaksionit lazer.Rrjedha BrF5 në kampion u mbajt nga një kanal i përzierjes së gazit të prerë në mbajtësin e mostrës Ni.Dhoma e kampionit u rikonfigurua gjithashtu në mënyrë që të mund të hiqej nga linja e fluorizimit me vakum dhe më pas të hapej në një kuti dorezash të mbushur me azot.Dhoma me dy pjesë u vulos me një vulë kompresimi me gasket bakri dhe një kapëse zinxhiri CeFIX 38 me Çlirim të Shpejtë EVAC.Një dritare BaF2 3 mm e trashë në pjesën e sipërme të dhomës lejon vëzhgimin e njëkohshëm të mostrës dhe ngrohjen me lazer.Pas ngarkimit të kampionit, mbërthejeni përsëri dhomën dhe rilidheni në linjën e fluoruar.Përpara analizës, dhoma e kampionit u ngroh në vakum në rreth 95°C gjatë natës për të hequr çdo lagështi të përthithur.Pas ngrohjes gjatë natës, dhoma u la të ftohet në temperaturën e dhomës dhe më pas pjesa e ekspozuar në atmosferë gjatë transferimit të mostrës u pastrua me tre pjesë të BrF5 për të hequr lagështinë.Këto procedura sigurojnë që kampioni Hayabusa 2 të mos ekspozohet në atmosferë dhe të mos ndotet nga lagështia nga pjesa e linjës së fluoruar që ajroset në atmosferë gjatë ngarkimit të mostrës.
Mostrat e grimcave Ryugu C0014-4 dhe Orgueil (CI) u analizuan në një mënyrë të modifikuar "të vetme"42, ndërsa analiza Y-82162 (CY) u krye në një tabaka të vetme me puse të shumëfishta mostra41.Për shkak të përbërjes së tyre anhidër, nuk është e nevojshme të përdoret një metodë e vetme për kondritet CY.Mostrat u ngrohën duke përdorur një lazer CO2 infra të kuqe Photon Machines Inc.fuqia prej 50 W (10,6 µm) e montuar në portin XYZ në prani të BrF5.Sistemi i integruar video monitoron rrjedhën e reagimit.Pas fluorimit, O2 i çliruar u fshi duke përdorur dy kurthe kriogjenike të azotit dhe një shtrat të nxehtë të KBr për të hequr çdo fluor të tepërt.Përbërja izotopike e oksigjenit të pastruar u analizua në një spektrometër masiv me dy kanale Thermo Fisher MAT 253 me një rezolucion masiv prej rreth 200.
Në disa raste, sasia e O2 e gaztë e lëshuar gjatë reaksionit të kampionit ishte më pak se 140 µg, që është kufiri i përafërt i përdorimit të pajisjes së shakullit në spektrometrin masiv MAT 253.Në këto raste, përdorni mikrovolume për analizë.Pas analizimit të grimcave Hayabusa2, standardi i brendshëm i obsidianit u fluorizua dhe u përcaktua përbërja e tij e izotopit të oksigjenit.
Jonet e fragmentit NF+ NF3+ ndërhyjnë në rreze me masë 33 (16O17O).Për të eliminuar këtë problem të mundshëm, shumica e mostrave përpunohen duke përdorur procedurat e ndarjes kriogjenike.Kjo mund të bëhet në drejtimin përpara përpara analizës MAT 253 ose si një analizë e dytë duke e kthyer gazin e analizuar përsëri në sitën molekulare speciale dhe duke e rikaluar atë pas ndarjes kriogjenike.Ndarja kriogjenike përfshin furnizimin me gaz në një sitë molekulare në temperaturën e azotit të lëngshëm dhe më pas shkarkimin e tij në një sitë molekulare parësore në një temperaturë prej -130°C.Testimi i gjerë ka treguar se NF+ mbetet në sitën e parë molekulare dhe nuk ndodh fraksionim i rëndësishëm duke përdorur këtë metodë.
Bazuar në analizat e përsëritura të standardeve tona të brendshme të obsidianit, saktësia e përgjithshme e sistemit në modalitetin e shakullit është: ±0,053‰ për δ17O, ±0,095‰ për δ18O, ±0,018‰ për Δ17O (2 sd).Analiza e izotopit të oksigjenit jepet në shënimin standard delta, ku delta18O llogaritet si:
Përdorni gjithashtu raportin 17O/16O për δ17O.VSMOW është standardi ndërkombëtar për standardin e ujit mesatar të detit të Vjenës.Δ17O paraqet devijimin nga vija e fraksionimit të tokës, dhe formula e llogaritjes është: Δ17O = δ17O – 0,52 × δ18O.Të gjitha të dhënat e paraqitura në tabelën plotësuese 3 janë rregulluar me boshllëqe.
Seksione me trashësi afërsisht 150 deri në 200 nm u nxorrën nga grimcat Ryugu duke përdorur një instrument Hitachi High Tech SMI4050 FIB në JAMSTEC, Instituti i Kampionimit Core Kochi.Vini re se të gjitha seksionet FIB u rikuperuan nga fragmente të papërpunuara të grimcave të papërpunuara pasi u hoqën nga enët e mbushura me gaz N2 për transferimin e objekteve.Këto fragmente nuk u matën me SR-CT, por u përpunuan me ekspozim minimal ndaj atmosferës së tokës për të shmangur dëmtimin dhe ndotjen e mundshme që mund të ndikojë në spektrin e skajit të karbonit K.Pas depozitimit të një shtrese mbrojtëse tungsteni, zona e interesit (deri në 25 × 25 μm2) u pre dhe hollua me një rreze joni Ga+ me një tension përshpejtues prej 30 kV, më pas në 5 kV dhe një rrymë sondë prej 40 pA për të minimizuar dëmtimin e sipërfaqes.Seksionet tepër të holla u vendosën më pas në një rrjetë bakri të zgjeruar (rrjetë Kochi) 39 duke përdorur një mikromanipulator të pajisur me FIB.
Peletat Ryugu A0098 (1.6303mg) dhe C0068 (0.6483mg) u mbyllën dy herë në fletë polietileni të pastër të pastërtisë së lartë në një kuti dorezash të mbushur me azot të pastër në SPring-8 pa asnjë ndërveprim me atmosferën e tokës.Përgatitja e mostrës për JB-1 (një shkëmb referues gjeologjik i lëshuar nga Shërbimi Gjeologjik i Japonisë) u krye në Universitetin Metropolitan të Tokios.
INAA mbahet në Institutin për Rrezatim të Integruar dhe Shkenca Bërthamore, Universiteti i Kiotos.Mostrat u rrezatuan dy herë me cikle të ndryshme rrezatimi të zgjedhura sipas gjysmëjetës së nuklidit të përdorur për sasinë e elementeve.Së pari, mostra u rrezatua në një tub rrezatimi pneumatik për 30 sekonda.Flukset e neutroneve termike dhe të shpejta në fig.3 janë përkatësisht 4,6 × 1012 dhe 9,6 × 1011 cm-2 s-1, për përcaktimin e përmbajtjes së Mg, Al, Ca, Ti, V dhe Mn.Kimikatet si MgO (pastërti 99,99%, Soekawa Chemical), Al (99,9% pastërti, Soekawa Chemical) dhe metali Si (99,999% pastërti, FUJIFILM Wako Pure Chemical) u rrezatuan gjithashtu për të korrigjuar reagimet bërthamore ndërhyrëse si (n, n).Mostra u rrezatua gjithashtu me klorur natriumi (pastërti 99,99%; MANAC) për të korrigjuar ndryshimet në fluksin e neutronit.
Pas rrezatimit të neutronit, fleta e jashtme e polietilenit u zëvendësua me një të re dhe rrezatimi gama i emetuar nga kampioni dhe referenca u mat menjëherë me një detektor Ge.Të njëjtat mostra u rirrezatuan për 4 orë në një tub rrezatimi pneumatik.2 ka flukse termike dhe të shpejta neutronesh prej 5,6 1012 dhe 1,2 1012 cm-2 s-1, respektivisht, për përcaktimin e Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Përmbajtja Se, Sb, Os, Ir dhe Au.Mostrat e kontrollit të Ga, As, Se, Sb, Os, Ir dhe Au u rrezatuan duke aplikuar sasi të përshtatshme (nga 10 në 50 μg) të solucioneve standarde të përqendrimeve të njohura të këtyre elementeve në dy copa letre filtri, e ndjekur nga rrezatimi i mostrave.Numërimi i rrezeve gama u krye në Institutin e Rrezatimit të Integruar dhe Shkencave Bërthamore, Universiteti i Kiotos dhe Qendra Kërkimore RI, Universiteti Metropolitan i Tokios.Procedurat analitike dhe materialet e referencës për përcaktimin sasior të elementeve INAA janë të njëjta me ato të përshkruara në punën tonë të mëparshme.
Një difraktometër me rreze X (Rigaku SmartLab) u përdor për të mbledhur modelet e difraksionit të mostrave Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) dhe C0087 (<1 mg) në NIPR. Një difraktometër me rreze X (Rigaku SmartLab) u përdor për të mbledhur modelet e difraksionit të mostrave Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) dhe C0087 (<1 mg) në NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) përdoret për difraktionnыh kartin образцов Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) dhe C0087 (<1 mg) në NIPR. Një difraktometër me rreze X (Rigaku SmartLab) u përdor për të mbledhur modelet e difraksionit të mostrave Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) dhe C0087 (<1 mg) në NIPR.使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg)使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) Difraktogramet образцов Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) dhe C0087 (<1 mg) mund të përdoren në NIPR duke përdorur rentegjenovskogo difraktometra (Rigaku SmartLab). Modelet e difraksionit me rreze X të mostrave Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) dhe C0087 (<1 mg) u morën në NIPR duke përdorur një difraktometër me rreze X (Rigaku SmartLab).Të gjitha mostrat u bluan në një pluhur të imët në një vaferë jo-reflektuese silikoni duke përdorur një pjatë qelqi safiri dhe më pas u përhapën në mënyrë të barabartë në vaferën joreflektuese të silikonit pa asnjë lëng (ujë ose alkool).Kushtet e matjes janë si më poshtë: Rrezatimi me rreze X Cu gjenerohet në një tension tubi prej 40 kV dhe një rrymë tubi prej 40 mA, gjatësia e çarë kufizuese është 10 mm, këndi i divergjencës është (1/6) °, shpejtësia e rrotullimit në aeroplan është 20 rpm, dhe diapazoni është 2θ (këndi i dyfishtë i mburrjes) është 3-100 ° dhe rreth 28 orë në analizë.U përdor optika Bragg Brentano.Detektori është një detektor gjysmëpërçues silikoni njëdimensional (D/teX Ultra 250).Rrezet X të Cu Kβ u hoqën duke përdorur një filtër Ni.Duke përdorur mostrat e disponueshme, matjet e saponitit magnezian sintetik (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentinë (serpentinë gjethe, Miyazu, Nikka) dhe pirotit (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) u krahasuan për të identifikuar majat dhe për të përdorur të dhënat e skedarit pluhur nga të dhënat e skedarit të pluhurit për diffrae PDF000. 1-1662) dhe magnetit (PDF 00-019-0629).Të dhënat e difraksionit nga Ryugu u krahasuan gjithashtu me të dhënat për kondritet karbonike të alteruara, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 dhe Y 980115 CY (faza III e ngrohjes, 500-750 ° C).Krahasimi tregoi ngjashmëri me Orgueil, por jo me Y-791198 dhe Y 980115.
Spektrat NEXAFS me buzë karboni K të seksioneve ultra të hollë të mostrave të bëra nga FIB u matën duke përdorur kanalin STXM BL4U në objektin sinkrotron UVSOR në Institutin e Shkencave Molekulare (Okazaki, Japoni).Madhësia e pikës së një rreze të fokusuar optikisht me një pllakë të zonës Fresnel është afërsisht 50 nm.Hapi i energjisë është 0,1 eV për strukturën e imët të rajonit të skajit të afërt (283,6–292,0 eV) dhe 0,5 eV (280,0–283,5 eV dhe 292,5–300,0 eV) për rajonet e përparme dhe të pasme.koha për çdo piksel imazhi u vendos në 2 ms.Pas evakuimit, dhoma analitike STXM u mbush me helium në një presion prej rreth 20 mbar.Kjo ndihmon për të minimizuar lëvizjen termike të pajisjeve optike me rreze X në dhomën dhe mbajtësin e mostrës, si dhe për të reduktuar dëmtimin dhe/ose oksidimin e mostrës.Spektrat e karbonit NEXAFS K-edge u krijuan nga të dhënat e grumbulluara duke përdorur softuerin aXis2000 dhe softuerin pronësor të përpunimit të të dhënave STXM.Vini re se kutia e transferimit të mostrës dhe kutia e dorezës përdoren për të shmangur oksidimin dhe kontaminimin e mostrës.
Pas analizës STXM-NEXAFS, përbërja izotopike e hidrogjenit, karbonit dhe azotit të fetave Ryugu FIB u analizua duke përdorur imazhe me izotop me një JAMSTEC NanoSIMS 50L.Një rreze primare e fokusuar Cs+ prej rreth 2 pA për analizën e izotopit të karbonit dhe azotit dhe rreth 13 pA për analizën e izotopit të hidrogjenit është rasterizuar në një sipërfaqe prej rreth 24 × 24 µm2 deri në 30 × 30 µm2 në mostër.Pas një paraprak 3-minutësh në një rrymë primare relativisht të fortë, çdo analizë filloi pas stabilizimit të intensitetit të rrezes dytësore.Për analizën e izotopeve të karbonit dhe azotit, imazhet e 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– dhe 12C15N– u morën njëkohësisht duke përdorur zbulimin e shumëfishtë të shtatë elektroneve me një rezolucion masiv prej afërsisht 9000, i cili është i mjaftueshëm për të ndarë të gjitha përbërjet izotopike përkatëse.interferenca (dmth 12C1H në 13C dhe 13C14N në 12C15N).Për analizën e izotopeve të hidrogjenit, u morën imazhe 1H-, 2D- dhe 12C- me një rezolucion masiv prej afërsisht 3000 me zbulim të shumëfishtë duke përdorur tre shumëzues elektronesh.Çdo analizë përbëhet nga 30 imazhe të skanuara të së njëjtës zonë, me një imazh të përbërë nga 256 × 256 piksele për analizën e izotopit të karbonit dhe azotit dhe 128 × 128 pikselë për analizën e izotopit të hidrogjenit.Koha e vonesës është 3000 µs për pixel për analizën e izotopit të karbonit dhe azotit dhe 5000 µs për pixel për analizën e izotopit të hidrogjenit.Ne kemi përdorur hidratin 1-hidroksibenzotriazol si standarde të izotopit të hidrogjenit, karbonit dhe azotit për të kalibruar fraksionimin e masës instrumentale45.
Për të përcaktuar përbërjen izotopike të silikonit të grafitit parasolar në profilin FIB C0068-25, ne përdorëm gjashtë shumëzues elektronesh me një rezolucion masiv prej rreth 9000. Imazhet përbëhen nga 256 × 256 piksele me një kohë vonese prej 3000 µs për pixel.Ne kemi kalibruar një instrument fraksionimi masiv duke përdorur vafera silikoni si standarde të izotopeve të hidrogjenit, karbonit dhe silikonit.
Imazhet e izotopeve u përpunuan duke përdorur softuerin e imazhit NanoSIMS45 të NASA-s.Të dhënat u korrigjuan për kohën e vdekur të shumëzuesit të elektroneve (44 ns) dhe efektet pothuajse të njëkohshme të mbërritjes.Shtrirje e ndryshme skanimi për çdo imazh për të korrigjuar zhvendosjen e imazhit gjatë marrjes.Imazhi përfundimtar i izotopit krijohet duke shtuar jone dytësore nga çdo imazh për çdo piksel skanimi.
Pas analizës STXM-NEXAFS dhe NanoSIMS, të njëjtat seksione FIB u ekzaminuan duke përdorur një mikroskop elektronik transmetues (JEOL JEM-ARM200F) në një tension përshpejtues prej 200 kV në Kochi, JAMSTEC.Mikrostruktura u vëzhgua duke përdorur një TEM me fushë të ndritshme dhe një TEM skanues me kënd të lartë në një fushë të errët.Fazat minerale u identifikuan nga difraksioni i elektroneve në pika dhe imazhi i brezit të rrjetës, dhe analiza kimike u krye nga EDS me një detektor drift silikoni 100 mm2 dhe softuerin JEOL Analysis Station 4.30.Për analizën sasiore, intensiteti karakteristik i rrezeve X për secilin element u mat në modalitetin e skanimit TEM me një kohë fikse të marrjes së të dhënave prej 30 s, një zonë skanimi me rreze prej ~ 100 × 100 nm2 dhe një rrymë rreze prej 50 pA.Raporti (Si + Al)-Mg-Fe në silikate me shtresa u përcaktua duke përdorur koeficientin eksperimental k, të korrigjuar për trashësinë, të marrë nga një standard i piropagarnetit natyral.
Të gjitha imazhet dhe analizat e përdorura në këtë studim janë të disponueshme në Sistemin e Arkivimit dhe Komunikimit të të Dhënave JAXA (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Ky artikull ofron të dhënat origjinale.
Kitari, K. etj.Përbërja e sipërfaqes së asteroidit 162173 Ryugu siç vërehet nga instrumenti Hayabusa2 NIRS3.Science 364, 272–275.
Kim, AJ Kondrite karbonike të tipit Yamato (CY): analoge të sipërfaqes së asteroidit Ryugu?Gjeokimi 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Analiza e parë kompozicionale e mostrave Ryugu u krye duke përdorur një mikroskop hiperspektral MicroOmega.Astron Kombëtar.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Analiza paraprake e mostrës Hyabusa2 të kthyer nga asteroidi i tipit C Ryugu.Astron Kombëtar.6, 214–220 (2021).