Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal ngajantenkeun situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Volatile jeung beunghar zat organik, astéroid tipe-C bisa jadi salah sahiji sumber utama cai di Bumi.Ayeuna, chondrites anu ngandung karbon masihan ide anu pangsaéna ngeunaan komposisi kimiana, tapi inpormasi ngeunaan meteorit distorsi: ngan ukur jinis anu paling awét anu salamet asup ka atmosfir teras berinteraksi sareng lingkungan bumi.Di dieu urang nampilkeun hasil ulikan volumetrik jeung microanalytical lengkep partikel Ryugu primér dikirimkeun ka Bumi ku pesawat ruang angkasa Hayabusa-2.Partikel Ryugu nunjukkeun komposisi anu cocog sareng kondrit CI (tipe Iwuna) anu teu difraksi sacara kimia tapi dirobih cai, anu seueur dianggo salaku indikator komposisi tatasurya.Spésimén ieu nunjukkeun hubungan spasial anu kompleks antara organik alifatik anu beunghar sareng silikat berlapis sareng nunjukkeun suhu maksimal sakitar 30 °C nalika erosi cai.Kami mendakan seueur deuterium sareng diazonium konsisten sareng asal extrasolar.Partikel Ryugu mangrupikeun bahan alien anu paling teu terkontaminasi sareng teu tiasa dipisahkeun anu kantos ditaliti sareng paling cocog sareng komposisi tatasurya.
Ti Juni 2018 nepi ka Nopémber 2019, pesawat ruang angkasa Hayabusa2 Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) ngalaksanakeun survey jarak jauh ngeunaan astéroid Ryugu.Data tina Near Infrared Spectrometer (NIRS3) di Hayabusa-2 nunjukkeun yén Ryugu tiasa diwangun ku bahan anu sami sareng kondrit karbonat termal sareng/atawa shock-metamorphic.Pertandingan pangdeukeutna nyaéta CY chondrite (tipe Yamato) 2. Albedo low Ryugu tiasa dijelaskeun ku ayana sajumlah ageung komponén anu beunghar karbon, ogé ukuran partikel, porositas, sareng épék pelapukan spasial.Kapal angkasa Hayabusa-2 ngadamel dua pendaratan sareng koleksi sampel dina Ryuga.Salila badarat kahiji dina 21 Pebruari 2019, bahan permukaan dicandak, anu disimpen dina kompartemen A kapsul mulang, sareng nalika badarat kadua dina 11 Juli 2019, bahan dikumpulkeun caket kawah buatan anu dibentuk ku impactor portabel leutik.Sampel ieu disimpen di Ward C. Karakterisasi non-destructive awal partikel dina Tahap 1 di kamar husus, uncontaminated tur murni nitrogén-kaeusi dina fasilitas JAXA-junun dituduhkeun yén partikel Ryugu éta paling sarupa CI4 chondrites sarta exhibited "rupa-rupa tingkat variasi" 3.Klasifikasi Ryugu anu sigana kontradiktif, sami sareng CY atanapi CI chondrites, ngan tiasa direngsekeun ku cara rinci isotop, unsur, sareng karakterisasi mineralogi partikel Ryugu.Hasil anu disayogikeun di dieu nyayogikeun dasar anu kuat pikeun nangtukeun mana tina dua katerangan awal ieu pikeun komposisi sakabéh astéroid Ryugu anu paling dipikaresep.
Dalapan pelet Ryugu (kira-kira 60mg total), opat ti Kamar A sareng opat ti Kamar C, ditugaskeun ka Fase 2 pikeun ngatur tim Kochi.Tujuan utama panilitian nyaéta pikeun ngajelaskeun sifat, asal-usul sareng sajarah évolusionér astéroid Ryugu, sareng pikeun ngadokumentasikeun kamiripan sareng bédana sareng spésimén extraterrestrial anu dipikanyaho sapertos chondrites, partikel lebu antarplanét (IDP) sareng komét mulang.Sampel dikumpulkeun ku misi Stardust NASA.
Analisis mineralogical lengkep lima séréal Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 na C0068) némbongkeun yén maranéhna utamana diwangun ku fine- jeung phyllosilicates kasar-grained (~ 64-88 vol.%; Gbr. 1a, b, Suplemén Gbr. 1).jeung tabél tambahan 1).Phyllosilicates kasar lumangsung salaku agrégat pinnate (nepi ka puluhan microns ukuranana) dina grained halus, matrices-euyeub phyllosilicate (kurang ti sababaraha microns ukuranana).Partikel silikat berlapis nyaéta simbion serpéntine-saponit (Gbr. 1c).Peta (Si + Al) -Mg-Fe ogé nunjukkeun yén matriks silikat lapis bulk ngagaduhan komposisi panengah antara serpentine sareng saponit (Gbr. 2a, b).Matriks phyllosilicate ngandung mineral karbonat (~2–21 vol.%), mineral sulfida (~2.4–5.5 vol.%), jeung magnetit (~3.6–6.8 vol.%).Salah sahiji partikel anu ditalungtik dina ulikan ieu (C0009) ngandung sajumlah leutik (~ 0,5 vol.%) silikat anhidrat (olivine sareng piroksen), anu tiasa ngabantosan ngaidentipikasi bahan sumber anu diwangun dina batu Ryugu atah5.Silikat anhidrat ieu jarang aya dina pellets Ryugu sareng ngan diidentifikasi sacara positif dina pellet C0009.Karbonat aya dina matriks salaku fragmen (kirang ti sababaraha ratus mikron), lolobana dolomit, kalayan jumlah leutik kalsium karbonat sareng brinell.Magnetit lumangsung salaku partikel terasing, framboids, plak, atawa agrégat buleud.Sulfida utamana diwakilan ku pirhotit dina wangun prisma/pelat héksagonal henteu teratur atawa laths.Matriks ngandung sajumlah ageung submicron pentlandite atanapi dina kombinasi sareng pyrrhotite. Fase anu beunghar karbon (ukuranana <10 µm) lumangsung di mana-mana dina matriks anu beunghar phyllosilicate. Fase anu beunghar karbon (ukuranana <10 µm) lumangsung di mana-mana dina matriks anu beunghar phyllosilicate. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Fase anu beunghar karbon (ukuranana <10 µm) lumangsung di mana-mana dina matriks anu beunghar phyllosilicate.富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。富含碳的相（尺寸<10 µm）普遍存在于富含层状硅酸盐的基质中。 Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) преобладают в богатой филлосиликатами матрице. Fase anu beunghar karbon (ukuranana <10 µm) dominan dina matriks anu beunghar phyllosilicate.Mineral ancillary séjén anu ditémbongkeun dina Suplemén Table 1. Daptar mineral ditangtukeun tina pola difraksi sinar-X tina C0087 na A0029 na A0037 campuran pisan konsisten jeung nu ditangtukeun dina CI (Orgueil) chondrite, tapi béda greatly ti CY na CM (tipe Mighei) chondrites chondrites (tipe Mighei) jeung Supple1 Suplemén (Tipe Mighei).Eusi unsur total séréal Ryugu (A0098, C0068) ogé konsisten kalayan chondrite 6 CI (dilegakeun data, Gbr. 2 jeung Suplemén Table 2).Kontras, CM chondrites nu depleted dina elemen sedeng sarta pohara volatile, utamana Mn jeung Zn, sarta luhur di elemen refractory7.Konsentrasi sababaraha unsur béda-béda pisan, anu tiasa janten cerminan tina hétérogénitas inherent tina sampel kusabab ukuran partikel individu anu leutik sareng bias sampling anu dihasilkeun.Sadaya ciri petrologis, mineralogical sareng unsur nunjukkeun yén séréal Ryugu mirip pisan sareng chondrites CI8,9,10.Pangecualian anu penting nyaéta henteuna ferrihydrite sareng sulfat dina séréal Ryugu, nunjukkeun yén mineral ieu dina kondrit CI kabentuk ku pelapukan terestrial.
a, Gambar X-ray komposit Mg Kα (beureum), Ca Kα (héjo), Fe Kα (biru), sarta S Kα (konéng) bagian digosok garing C0068.Fraksi nu diwangun ku silikat layered (beureum: ~ 88 vol%), karbonat (dolomit; héjo lampu: ~ 1.6 vol%), magnetite (biru: ~ 5.3 vol%) jeung sulfida (konéng: sulfida = ~ 2.5% vol. karangan. b, gambar wewengkon kontur dina backscattered éléktron dina a. Bru – immature; Magnét Magnét – immature; D. Magnét – immature; Jus magnét D. Srp – serpentine c, gambar mikroskop elektron transmisi resolusi luhur (TEM) tina intergrowth saponit-serpentine has némbongkeun pita serpentine jeung saponit kisi 0,7 nm jeung 1,1 nm, masing-masing.
Komposisi matriks sareng silikat berlapis (dina %) Ryugu A0037 (bunderan beureum padet) sareng partikel C0068 (bunderan biru padet) dipidangkeun dina sistem ternary (Si + Al) -Mg-Fe.a, Electron Probe Microanalysis (EPMA) hasil plotted ngalawan CI chondrites (Ivuna, Orgueil, Alais)16 ditémbongkeun dina abu pikeun babandingan.b, Nyeken TEM (STEM) jeung énergi dispersive X-ray spéktroskopi (EDS) analisis ditémbongkeun pikeun babandingan jeung Orgueil9 na meteorites Murchison46 sarta hidrasi IDP47.Filose-grained jeung coarse-grained phyllosilicates dianalisis, ngahindarkeun partikel leutik beusi sulfida.Garis titik-titik dina a jeung b nembongkeun garis disolusi saponit jeung serpentine.Komposisi anu beunghar beusi dina a tiasa disababkeun ku séréal beusi sulfida submikron dina séréal silikat berlapis, anu henteu tiasa dileungitkeun ku résolusi spasial analisis EPMA.Titik data kalayan eusi Si nu leuwih luhur batan saponit dina b bisa jadi disababkeun ku ayana nanosized bahan-euyeub silikon amorf dina sela tina lapisan phyllosilicate.Jumlah analisa: N = 69 pikeun A0037, N = 68 pikeun EPMA, N = 68 pikeun C0068, N = 19 pikeun A0037 jeung N = 27 pikeun C0068 pikeun STEM-EDS.c, peta isotop partikel trioxy Ryugu C0014-4 dibandingkeun jeung nilai chondrite CI (Orgueil), CY (Y-82162) jeung data literatur (CM jeung C2-ung) 41,48,49.Kami parantos nampi data pikeun meteorit Orgueil sareng Y-82162.CCAM mangrupakeun garis mineral chondrite karbon anhidrat, TFL mangrupakeun garis ngabagi darat.d, Δ17O na δ18O peta partikel Ryugu C0014-4, CI chondrite (Orgueil), sarta CY chondrite (Y-82162) (ulikan ieu).Δ17O_Ryugu: Nilai Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Nilai rata-rata Δ17O pikeun Orgueil.Δ17O_Y-82162: Rata-rata nilai Δ17O pikeun Y-82162.Data CI sareng CY tina literatur 41, 48, 49 ogé ditampilkeun pikeun babandingan.
Analisis isotop massa oksigén dipigawé dina sampel 1,83 mg bahan sasari tina granular C0014 ku fluorination laser (Metode).Pikeun babandingan, kami ngajalankeun tujuh salinan Orgueil (CI) (total massa = 8.96 mg) sareng tujuh salinan Y-82162 (CY) (total massa = 5.11 mg) (Tabel Tambahan 3).
Dina Gbr.2d nembongkeun separation jelas Δ17O na δ18O antara beurat rata partikel Orgueil na Ryugu dibandingkeun Y-82162.Δ17O partikel Ryugu C0014-4 leuwih luhur batan partikel Orgeil, sanajan tumpang tindihna dina 2 sd.Partikel Ryugu gaduh nilai Δ17O anu langkung luhur dibandingkeun sareng Orgeil, anu tiasa nunjukkeun polusi terestrial anu terakhir ti saprak ragragna taun 1864. Cuaca di lingkungan terestrial11 merta nyababkeun asupan oksigén atmosfir, ngadeukeutkeun analisis sakabéh kana garis fraksinasi terestrial (TFL).Kacindekan ieu konsisten sareng data mineralogi (dibahas saméméhna) yén séréal Ryugu henteu ngandung hidrat atanapi sulfat, sedengkeun Orgeil henteu.
Dumasar data mineralogical luhur, hasil ieu ngarojong hiji pakaitna antara séréal Ryugu na chondrites CI, tapi ngaluarkeun hiji pakaitna CY chondrites.Kanyataan yén séréal Ryugu henteu aya hubunganana sareng kondrit CY, anu nunjukkeun tanda-tanda mineralogi dehidrasi anu jelas, matak ngabingungkeun.Observasi orbital Ryugu kaciri nunjukkeun yén éta geus ngalaman dehidrasi sahingga kamungkinan diwangun ku bahan CY.Alesan pikeun bédana anu katingali ieu tetep teu jelas.Analisis isotop oksigén partikel Ryugu séjén dibere dina makalah pendamping 12. Sanajan kitu, hasil set data nambahan ieu ogé konsisten jeung pakaitna antara partikel Ryugu na chondrites CI.
Ngagunakeun téhnik microanalysis ngagabung (Suplemén Gbr. 3), urang nalungtik distribusi spasial karbon organik ngaliwatan sakabéh aréa permukaan fraksi ion beam fokus (FIB) C0068.25 (Gbr. 3a-f).Struktur halus spéktra nyerep sinar-X karbon (NEXAFS) di ujung deukeut dina bagian C0068.25 némbongkeun sababaraha gugus fungsi - aromatik atawa C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) jeung C ( = O) O (288.8 eV) (288.8 eV) - struktur graphene . tingkat low variasi termal.Puncak CH kuat (287.5 eV) tina organik sabagean C0068.25 béda ti organik teu leyur tina chondrites carbonaceous ditalungtik saméméhna tur leuwih sarupa jeung IDP14 jeung partikel kométér diala ku misi Stardust.Puncak CH kuat dina 287.5 eV sareng puncak aromatik atanapi C = C anu lemah pisan dina 285.2 eV nunjukkeun yén sanyawa organik beunghar ku sanyawa alifatik (Gbr. 3a sareng Gbr. 3a Tambahan).Wewengkon anu beunghar ku sanyawa organik alifatik dilokalkeun dina phyllosilicates kasar, kitu ogé di wewengkon kalawan struktur karbon aromatik (atawa C=C) goréng (Gbr. 3c,d).Kontras, A0037,22 (Suplemén Gbr. 3) sawaréh némbongkeun eusi handap wewengkon-euyeub karbon alifatik.Mineralogi dasar tina séréal ieu beunghar karbonat, sami sareng chondrite CI 16, nunjukkeun parobahan éksténsif dina sumber cai (Tabel Tambahan 1).Kaayaan oksidasi bakal langkung milih konsentrasi karbonil sareng gugus fungsi karboksil dina sanyawa organik anu aya hubunganana sareng karbonat.Distribusi submikron tina organik jeung struktur karbon alifatik bisa pisan béda ti sebaran silikat berlapis kasar-grained.Petunjuk sanyawa organik alifatik pakait sareng phyllosilicate-OH kapanggih dina meteorit Tagish Lake.Data mikroanalitik anu terkoordinasi nunjukkeun yén zat organik anu beunghar ku sanyawa alifatik tiasa nyebar di astéroid tipe-C sareng raket pakait sareng phyllosilicates.Kacindekan ieu konsisten sareng laporan saméméhna ngeunaan alifatik / CHs aromatik dina partikel Ryugu anu ditunjukkeun ku MicroOmega, mikroskop hyperspectral infra red-deukeut.Patarosan penting jeung teu kajawab nyaéta naha sipat unik sanyawa organik beunghar karbon alifatik pakait sareng phyllosilicates kasar-grained observasi dina ulikan ieu kapanggih ngan dina astéroid Ryugu.
a, spéktra karbon NEXAFS dinormalisasi jadi 292 eV di wewengkon beunghar aromatik (C=C) (beureum), di wewengkon beunghar alifatik (héjo), jeung dina matriks (biru).Garis abu nyaéta spéktrum organik teu leyur Murchison 13 pikeun babandingan.au, unit arbitrase.b, Scanning transmisi X-ray mikroskop (STXM) gambar spéktral karbon K-ujung némbongkeun yén bagian nu didominasi ku karbon.c, plot komposit RGB kalayan wewengkon beunghar aromatik (C=C) (beureum), wewengkon beunghar alifatik (héjo), jeung matriks (biru).d, organics beunghar sanyawa alifatik anu ngumpul dina phyllosilicate kasar-grained, aréa ieu enlarged ti buleud dotted bodas di b jeung c.e, nanospheres badag (ng-1) di wewengkon enlarged ti kotak dotted bodas di b jeung c.Pikeun: pyrrhotite.Pn: nikel-kromit.f, Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS), Hidrogen (1H), Karbon (12C), jeung Nitrogén (12C14N) gambar unsur, 12C / 1H gambar rasio unsur, sarta cross δD, δ13C, jeung gambar isotop δ15N - Bagéan PG-1: presolar Table 4 Suitet (13).
Studi kinétik degradasi bahan organik dina météorit Murchison tiasa masihan inpormasi penting ngeunaan distribusi hétérogén bahan organik alifatik anu beunghar ku séréal Ryugu.Ulikan ieu nunjukeun yen beungkeut CH alifatik dina zat organik tetep nepi ka suhu maksimum kira-kira 30°C dina indungna jeung/atawa robah kalawan hubungan suhu waktu (misalna 200 taun dina 100°C jeung 0°C 100 juta taun)..Lamun prékursor teu dipanaskeun dina suhu nu tangtu pikeun leuwih ti hiji waktu nu tangtu, sebaran aslina organik alifatik beunghar phyllosilicate bisa dilestarikan.Sanajan kitu, parobahan cai batu sumber bisa ngahesekeun interpretasi ieu, sabab A0037-euyeub karbonat teu némbongkeun sagala wewengkon alifatik-euyeub karbon pakait sareng phyllosilicates.Parobahan suhu rendah ieu kira-kira pakait sareng ayana feldspar kubik dina séréal Ryugu (Tabel Tambahan 1) 20.
Fraksi C0068.25 (ng-1; Gbr. 3a–c,e) ngandung nanosfir badag némbongkeun kacida aromatik (atawa C=C), sedeng alifatik, jeung spéktra lemah C(=O)O jeung C=O..The signature karbon alifatik teu cocog signature of bulk organics leyur na nanospheres organik pakait sareng chondrites (Gbr. 3a) 17,21.Raman jeung analisis spéktroskopi infra red nanospheres di Lake Tagish némbongkeun yén maranéhna diwangun ku sanyawa organik alifatik jeung dioksidasi jeung sanyawa organik aromatik polycyclic disordered kalawan struktur kompléks22,23.Kusabab matriks sakurilingna ngandung bahan organik anu beunghar ku sanyawa alifatik, tanda tangan karbon alifatik dina ng-1 tiasa janten artefak analitik.Narikna, ng-1 ngandung silikat amorf anu diselapkeun (Gbr. 3e), tékstur anu henteu acan dilaporkeun pikeun naon waé organik extraterrestrial.Silikat amorf bisa jadi komponén alami ng-1 atawa hasil tina amorfisasi silikat cai/anhidrat ku ion jeung/atawa sinar éléktron salila analisis.
Gambar ion NanoSIMS tina bagian C0068.25 (Gbr. 3f) nembongkeun parobahan seragam dina δ13C na δ15N, iwal séréal presolar ku pengayaan 13C badag tina 30.811 ‰ (PG-1 dina gambar δ13C dina Gbr. 3f) (Tabel Tambahan 4).Gambar sisikian SD sinar-X sareng gambar TEM resolusi luhur ngan ukur nunjukkeun konsentrasi karbon sareng jarak antara pesawat basal 0,3 nm, anu pakait sareng grafit.Éta noteworthy yén nilai δD (841 ± 394‰) jeung δ15N (169 ± 95‰), enriched bahan organik alifatik pakait sareng phyllosilicates grained kasar, tétéla rada luhur ti rata pikeun sakabéh wewengkon C (δD = 1398‰).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) dina C0068.25 (Tabel Tambahan 4).Obsérvasi ieu nunjukkeun yén organik anu beunghar alifatik dina phyllosilicates kasar bisa jadi leuwih primitif batan organik sabudeureun, saprak dimungkinkeun mungkin geus undergone bursa isotop jeung cai sabudeureun dina awak aslina.Alternatipna, parobahan isotop ieu ogé bisa patali jeung prosés formasi awal.Hal ieu diinterpretasi yén silikat berlapis halus dina kondrit CI kabentuk salaku hasil tina parobahan kontinyu tina klaster silikat anhidrat kasar anu asli.Zat organik anu beunghar alifatik meureun kabentuk tina molekul prékursor dina piringan protoplanet atawa médium antarbintang saméméh kabentukna sistim tatasurya, lajeng rada dirobah salila parobahan cai awak induk Ryugu (ageung). Ukuran (<1,0 km) Ryugu leutik teuing pikeun ngajaga panas internal cekap pikeun parobahan cai pikeun ngabentuk mineral hidrous25. Ukuran (<1.0 km) Ryugu leutik teuing pikeun ngajaga panas internal anu cukup pikeun parobahan cai pikeun ngabentuk mineral hidrous25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменобления мал в25. Ukuran (<1.0 km) Ryugu leutik teuing pikeun ngajaga panas internal anu cukup pikeun robahan cai ngabentuk mineral cai25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水25物。 Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水25物。 Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием мдравном. Ukuran Ryugu (<1,0 km) leutik teuing pikeun ngarojong panas internal pikeun ngarobah cai jadi mineral cai25.Ku alatan éta, Ryugu miheulaan ukuranana puluhan kilométer bisa jadi diperlukeun.Bahan organik anu beunghar ku sanyawa alifatik bisa nahan babandingan isotop aslina alatan pakaitna jeung phyllosilicates kasar-grained.Tapi, sifat pasti tina pembawa beurat isotopik tetep teu pasti alatan pacampuran anu rumit sareng halus tina rupa-rupa komponén dina fraksi FIB ieu.Ieu tiasa janten zat organik anu beunghar ku sanyawa alifatik dina granul Ryugu atanapi phyllosilicates kasar di sakurilingna.Catet yén bahan organik dina ampir kabéh kondrit karbon (kaasup kondrit CI) condong leuwih beunghar dina D ti batan dina phyllosilicates, iwal ti CM Paris 24, 26 meteorites.
Plot volume δD jeung δ15N tina keureut FIB diala pikeun A0002.23 jeung A0002.26, A0037.22 jeung A0037.23 jeung C0068.23, C0068.23, C0068.25 jeung C0068.26 FIB keureutan (jumlahna aya tujuh partikel FIB sistem tatasurya). dina Gbr.4 (Tabel Tambahan 4) 27,28.Parobihan volume dina δD sareng δ15N dina profil A0002, A0037, sareng C0068 konsisten sareng anu aya dina IDP, tapi langkung luhur tibatan dina kondrit CM sareng CI (Gbr. 4).Catet yén rentang nilai δD pikeun sampel Komet 29 (-240 nepi ka 1655‰) leuwih badag batan Ryugu.Volume δD jeung δ15N propil Ryukyu biasana leuwih leutik batan rata-rata komét kulawarga Jupiter jeung awan Oort (Gbr. 4).Nilai δD handap tina kondrit CI tiasa nunjukkeun pangaruh kontaminasi terestrial dina conto ieu.Dibikeun kamiripan antara Bells, Lake Tagish, sareng IDP, hétérogénitas ageung dina nilai δD sareng δN dina partikel Ryugu tiasa nunjukkeun parobahan dina tanda tangan isotop awal komposisi organik sareng cai dina sistem tatasurya awal.Parobahan isotop nu sarupa dina δD jeung δN dina partikel Ryugu jeung IDP nunjukkeun yén duanana bisa ngawujud tina bahan tina sumber nu sarua.Hal ieu dipercaya yén IDPs asalna tina sumber cometary 14 .Ku alatan éta, Ryugu bisa ngandung bahan kawas komet jeung/atawa sahanteuna sistim tatasurya luar.Sanajan kitu, ieu bisa jadi leuwih hese tibatan urang disebutkeun di dieu alatan (1) campuran spherulitic jeung cai-euyeub D dina awak indungna 31 jeung (2) rasio D/H komet salaku fungsi tina aktivitas komét 32 .Sanajan kitu, alesan pikeun heterogeneity observasi hidrogén jeung nitrogén isotop dina partikel Ryugu teu pinuh dipikaharti, sabagean alatan jumlah kawates analisa sadia kiwari.Hasil tina sistem isotop hidrogén jeung nitrogén masih ngaronjatkeun kamungkinan yén Ryugu ngandung lolobana bahan ti luar Sistim Tatasurya sahingga bisa némbongkeun sababaraha kamiripan jeung komét.Profil Ryugu henteu nunjukkeun korelasi anu jelas antara δ13C sareng δ15N (Tabel Tambahan 4).
Komposisi isotop H jeung N sakabéh partikel Ryugu (bunderan beureum: A0002, A0037; bunderan biru: C0068) pakait jeung magnitudo surya 27, kulawarga mean Jupiter (JFC27), jeung komét awan Oort (OCC27), IDP28, jeung chondrules karbon.Babandingan meteorite 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Komposisi isotop dirumuskeun dina Tabél Tambahan 4. Garis titik-titik nyaéta nilai isotop terestrial pikeun H jeung N.
Angkutan volatil (misalna zat organik jeung cai) ka Bumi tetep jadi perhatian26,27,33.Bahan organik submikron pakait sareng phyllosilicates kasar dina partikel Ryugu dicirikeun dina ulikan ieu bisa jadi sumber penting volatiles.Bahan organik dina phyllosilicates kasar-kasar leuwih hadé ditangtayungan tina degradasi16,34 jeung buruk35 ti bahan organik dina matrices fine-grained.Komposisi isotop hidrogén anu langkung beurat dina partikel hartosna aranjeunna henteu mungkin janten hiji-hijina sumber volatil anu dibawa ka Bumi awal.Éta bisa dicampurkeun jeung komponén kalawan komposisi isotop hidrogén torek, sakumaha anu nembe diajukeun dina hipotesa ayana cai angin-disetir surya dina silikat.
Dina ulikan ieu, urang némbongkeun yén meteorites CI, sanajan pentingna geokimia maranéhanana salaku wawakil komposisi sakabéh sistim tatasurya, 6,10 mangrupakeun sampel terestrial kacemar.Urang ogé nyadiakeun bukti langsung pikeun interaksi antara zat organik alifatik beunghar jeung mineral hydrous tatangga jeung nyarankeun yén Ryugu bisa ngandung bahan extrasolar37.Hasil tina ulikan ieu jelas nunjukkeun pentingna sampling langsung tina protoasteroid sareng kabutuhan pikeun ngangkut conto anu dipulangkeun dina kaayaan anu lengkep inert sareng steril.Bukti anu disayogikeun di dieu nunjukkeun yén partikel Ryugu pasti mangrupikeun salah sahiji bahan tata surya anu paling henteu kacemar anu sayogi pikeun panalungtikan laboratorium, sareng panilitian salajengna ngeunaan conto anu berharga ieu pasti bakal ngalegaan pamahaman kami ngeunaan prosés tata surya awal.Partikel Ryugu mangrupikeun perwakilan pangsaéna tina komposisi tatasurya.
Pikeun nangtukeun mikrostruktur kompléks jeung sipat kimia sampel skala submicron, kami dipaké dumasar-radiasi synchrotron computed tomography (SR-XCT) jeung SR X-ray difraksi (XRD) -CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analisis.Taya degradasi, polusi alatan atmosfir bumi, sarta euweuh karuksakan tina partikel halus atawa sampel mékanis.Samentawis waktos, kami parantos ngalaksanakeun analisa volumetrik sistematis nganggo scanning electron microscopy (SEM) -EDS, EPMA, XRD, instrumental neutron activation analysis (INAA), sareng alat fluorinasi isotop oksigén laser.Prosedur assay dipidangkeun dina Gambar Tambahan 3 sareng unggal assay dijelaskeun dina bagian ieu.
Partikel-partikel tina astéroid Ryugu dicandak tina modul éntri deui Hayabusa-2 sareng dikirimkeun ka Pusat Kontrol JAXA di Sagamihara, Jepang, tanpa ngotoran atmosfir Bumi4.Saatos characterization awal jeung non-destructive dina fasilitas JAXA-junun, make sealable wadah mindahkeun antar-situs jeung kantong kapsul sampel (10 atawa 15 mm diaméterna kristal inten biru jeung stainless steel, gumantung kana ukuran sampel) ulah gangguan lingkungan.lingkungan.y jeung/atawa kontaminasi taneuh (misalna uap cai, hidrokarbon, gas atmosfir jeung partikel halus) jeung kontaminasi silang antara sampel salila persiapan sampel sarta angkutan antara institut jeung universitas38.Pikeun ngahindarkeun degradasi sareng polusi kusabab interaksi sareng atmosfir bumi (uap cai sareng oksigén), sadaya jinis persiapan sampel (kaasup chipping kalayan pahat tantalum, ngagunakeun ragaji kawat inten saimbang (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) sareng préparasi epoksi motong) pikeun instalasi) dilaksanakeun dina glovebox handapeun N2 garing bersih (titik embun ~ 0,0 °C: -80 °C).Sadaya barang anu dianggo di dieu dibersihkeun ku kombinasi cai ultrapure sareng étanol nganggo gelombang ultrasonik tina frékuénsi anu béda.
Di dieu urang diajar National Polar Research Institute (NIPR) kempelan meteorite tina Antartika Méteorit Panalungtikan Center (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y) -791198, CY: Y-82162 jeung CY: Y 980115).
Pikeun mindahkeun antara instrumen pikeun SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS sareng analisis TEM, kami nganggo wadah sampel ultrathin universal anu dijelaskeun dina studi saméméhna38.
Analisis SR-XCT sampel Ryugu dipigawé ngagunakeun BL20XU / Spring-8 Sistim CT terpadu.Sistem CT terpadu diwangun ku rupa-rupa modus pangukuran: widang lega of view jeung resolusi low (WL) mode pikeun moto sakabéh struktur sampel, widang sempit of view jeung resolusi luhur (NH) mode pikeun pangukuran akurat wewengkon sampel.interest na radiographs pikeun ménta pola difraksi volume sampel, sarta ngalakukeun XRD-CT pikeun ménta diagram 2D ​​tina fase mineral pesawat horizontal dina sampel.Catet yén sadaya pangukuran tiasa dilakukeun tanpa nganggo sistem anu diwangun pikeun nyabut wadah sampel tina dasarna, ngamungkinkeun pangukuran CT sareng XRD-CT anu akurat.Detektor sinar-X mode WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) dilengkepan kaméra tambahan 4608 × 4608 piksel métal-oksida-semikonduktor (CMOS) kaméra (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) kalayan scintillator anu diwangun ku 10 lutetium aluminium garnetOm kristal tunggal 23 Cµm (ketebalan kristal tunggal 23Cµm.Ukuran piksel dina modeu WL kira-kira 0,848 µm.Ku kituna, médan of view (FOV) dina modeu WL kira 6 mm dina modeu CT offset.The NH mode X-ray detektor (BM AA50; Hamamatsu Photonics) ieu dilengkepan 20 µm kandel gadolinium-aluminium-gallium garnet (Gd3Al2Ga3O12) scintillator, kaméra CMOS (C11440-22CU) kalawan resolusi 2048 × 2048 piksel;Hamamatsu Photonics) sareng lénsa ×20.Ukuran piksel dina modeu NH nyaéta ~0,25 µm sareng médan panempoan nyaéta ~0,5 mm.Detektor pikeun mode XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) dilengkepan ku scintillator anu diwangun ku layar bubuk P43 (Gd2O2S:Tb) kandel 50 µm, kaméra CMOS resolusi 2304 × 2304 piksel (C15440-20UP; Lensa Hamamatsu Photonics).Detektor gaduh ukuran piksel anu efektif 19,05 µm sareng bidang panempoan 43,9 mm2.Pikeun ningkatkeun FOV, kami nerapkeun prosedur CT offset dina modeu WL.Gambar cahaya anu dikirimkeun pikeun rekonstruksi CT diwangun ku gambar dina rentang 180 ° ka 360 ° reflected horisontal sabudeureun sumbu rotasi, sarta gambar dina rentang 0 ° ka 180 °.
Dina modeu XRD, sinar X-ray difokuskeun ku pelat zona Fresnel.Dina modeu ieu, detektor disimpen 110 mm di tukangeun sampel sareng beam stop nyaéta 3 mm dihareupeun detektor.Gambar difraksi dina rentang 2θ ti 1.43° nepi ka 18.00° (grating pitch d = 16.6–1.32 Å) dimeunangkeun ku titik sinar-X nu museur di handapeun widang panempoan detektor.Sampel ngalir vertikal dina interval nu biasa, kalawan satengah péngkolan pikeun tiap hambalan scan nangtung.Lamun partikel mineral nyugemakeun kaayaan Bragg nalika diputer ku 180 °, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ménta difraksi partikel mineral dina pesawat horizontal.Gambar difraksi lajeng digabungkeun kana hiji gambar pikeun tiap hambalan scan nangtung.Kaayaan assay SR-XRD-CT ampir sami sareng pikeun assay SR-XRD.Dina modeu XRD-CT, detektor diposisikan 69 mm di tukangeun sampel.Gambar difraksi dina rentang 2θ rentang ti 1.2° nepi ka 17.68° (d = 19.73 nepi ka 1.35 Å), dimana boh sinar-X jeung limiter balok saluyu jeung puseur widang detektor.Nyeken sampel sacara horisontal sareng puterkeun sampel 180°.Gambar SR-XRD-CT direkonstruksi kalayan intensitas mineral puncak salaku nilai piksel.Kalayan scanning horizontal, sampel biasana diseken dina 500-1000 léngkah.
Pikeun sakabéh ékspérimén, énergi sinar-X dibenerkeun dina 30 keV, sabab ieu mangrupikeun wates handap penetrasi sinar-X kana meteorit kalayan diaméter sakitar 6 mm.Jumlah gambar anu dicandak pikeun sadaya pangukuran CT salami rotasi 180 ° nyaéta 1800 (3600 pikeun program CT offset), sareng waktos paparan pikeun gambar éta 100 ms pikeun mode WL, 300 ms pikeun mode NH, 500 ms pikeun XRD, sareng 50 ms.ms pikeun XRD-CT ms.Waktu scan sampel ilaharna kira-kira 10 menit dina modeu WL, 15 menit dina modeu NH, 3 jam pikeun XRD, sarta 8 jam pikeun SR-XRD-CT.
Gambar CT direkonstruksi ku proyéksi deui convolutional tur dinormalisasi pikeun koefisien atenuasi linier ti 0 nepi ka 80 cm-1.Parangkat lunak Slice dianggo pikeun nganalisis data 3D sareng parangkat lunak muXRD dianggo pikeun nganalisis data XRD.
Partikel Ryugu epoxy-dibereskeun (A0029, A0037, C0009, C0014 sareng C0068) laun-laun digosok dina beungeut cai nepi ka tingkat 0,5 µm (3M) inten lapping film dina kaayaan garing, Ngahindarkeun bahan datang kana kontak jeung beungeut salila prosés polishing.Beungeut digosok unggal sampel munggaran dipariksa ku mikroskop cahaya lajeng backscattered éléktron pikeun ménta mineralogi jeung tékstur gambar (BSE) tina sampel sarta elemen NIPR kualitatif ngagunakeun JEOL JSM-7100F SEM dilengkepan spéktrométer dispersive énergi (AZtec).énergi) gambar.Pikeun unggal sampel, eusi elemen mayor jeung minor dianalisis ngagunakeun éléktron usik microanalyzer (EPMA, JEOL JXA-8200).Nganalisis partikel phyllosilicate sareng karbonat dina 5 nA, standar alam sareng sintétik dina 15 keV, sulfida, magnetit, olivin, sareng piroksin dina 30 nA.Sasmita modal diitung tina peta unsur sareng gambar BSE nganggo parangkat lunak ImageJ 1.53 kalayan ambang anu pas sacara wenang diatur pikeun unggal mineral.
Analisis isotop oksigén dilaksanakeun di Open University (Milton Keynes, UK) ngagunakeun sistem fluorinasi laser infra red.Sampel Hayabusa2 dikirimkeun ka Open University 38 dina wadah anu dieusi nitrogén pikeun mindahkeun antara fasilitas.
Sampel loading dipigawé dina kotak sarung nitrogén kalayan tingkat oksigén diawaskeun handap 0,1%.Pikeun karya analitik Hayabusa2, wadah sampel Ni anyar dijieun, diwangun ku ukur dua liang sampel (diaméterna 2,5 mm, jero 5 mm), hiji keur partikel Hayabusa2 sarta séjén pikeun standar internal obsidian.Salila analisa, sumur sampel anu ngandung bahan Hayabusa2 ditutupan ku jandela BaF2 internal kira-kira 1 mm kandel jeung 3 mm diaméterna pikeun nahan sampel salila réaksi laser.Aliran BrF5 kana sampel dijaga ku saluran pencampuran gas anu dipotong dina wadah sampel Ni.The chamber sampel ieu ogé reconfigured meh bisa dikaluarkeun tina garis fluorination vakum lajeng dibuka dina kotak sarung nitrogén-kaeusi.The chamber dua-sapotong ieu disegel ku segel komprési gasketed tambaga jeung hiji EVAC Gancang Release CeFIX 38 ranté clamp.Jandéla BaF2 3 mm kandel dina luhureun chamber ngamungkinkeun pikeun observasi simultaneous tina sampel sarta pemanasan laser.Saatos loading sampel, clamp chamber deui tur sambungkeun deui ka garis fluorinated.Sateuacan analisa, kamar sampel dipanaskeun dina vakum dugi ka 95 ° C sapeuting pikeun ngaleungitkeun Uap anu diserep.Saatos pemanasan sapeuting, chamber ieu diwenangkeun pikeun niiskeun ka suhu kamar lajeng bagian kakeunaan atmosfir salila mindahkeun sampel ieu purged kalawan tilu aliquots of BrF5 ngaleupaskeun Uap.Prosedur ieu mastikeun yén sampel Hayabusa 2 teu kakeunaan atmosfir sarta teu kacemar ku Uap tina bagian tina garis fluorinated nu vented ka atmosfir salila sampel loading.
Sampel partikel Ryugu C0014-4 sareng Orgueil (CI) dianalisis dina modeu "tunggal" anu dirobih42, sedengkeun analisis Y-82162 (CY) dilakukeun dina baki tunggal sareng sababaraha sumur sampel41.Kusabab komposisi anhidratna, henteu kedah nganggo metode tunggal pikeun kondrit CY.Sampel dipanaskeun nganggo laser CO2 infra red Photon Machines Inc.kakuatan 50 W (10.6 µm) dipasang dina gantry XYZ ku ayana BrF5.Sistem vidéo diwangun-di ngawas jalanna réaksina.Saatos fluorinasi, O2 anu dibébaskeun digosok nganggo dua perangkap nitrogén cryogenic sareng ranjang KBr anu dipanaskeun pikeun ngaleungitkeun kaleuwihan fluorin.Komposisi isotop oksigén anu dimurnikeun dianalisis dina spéktrométer massa dua saluran Thermo Fisher MAT 253 kalayan résolusi massa kira-kira 200.
Dina sababaraha kasus, jumlah gas O2 anu dileupaskeun nalika réaksi sampel kirang ti 140 µg, anu mangrupikeun wates perkiraan ngagunakeun alat bellows dina spéktrométer massa MAT 253.Dina kasus ieu, nganggo microvolume pikeun analisa.Saatos nganalisis partikel Hayabusa2, standar internal obsidian difluorinasi sareng komposisi isotop oksigénna ditangtukeun.
Ion tina fragmén NF+ NF3+ ngaganggu balok kalayan massa 33 (16O17O).Pikeun ngaleungitkeun masalah poténsial ieu, kalolobaan sampel diolah nganggo prosedur pamisahan cryogenic.Ieu tiasa dilakukeun dina arah maju sateuacan analisa MAT 253 atanapi salaku analisa kadua ku ngabalikeun gas anu dianalisis deui kana tabung molekular khusus sareng ngaliwat deui saatos pamisahan cryogenic.Pemisahan cryogenic ngalibatkeun suplai gas kana ayakan molekular dina suhu nitrogén cair lajeng discharging kana tabung molekular primér dina suhu -130 °C.Uji éksténsif nunjukkeun yén NF+ tetep aya dina ayakan molekular anu munggaran sareng henteu aya fraksinasi anu signifikan dina cara ieu.
Dumasar kana analisa ulang standar obsidian internal urang, akurasi sakabéh sistem dina modeu bellows nyaéta: ± 0.053‰ pikeun δ17O, ± 0.095‰ pikeun δ18O, ± 0.018‰ pikeun Δ17O (2 sd).Analisis isotop oksigén dirumuskeun dina notasi délta standar, dimana delta18O diitung salaku:
Paké ogé rasio 17O/16O pikeun δ17O.VSMOW mangrupikeun standar internasional pikeun Standar Cai Laut Laut Wina.Δ17O ngagambarkeun simpangan tina garis fraksinasi bumi, jeung rumus itunganna nyaéta: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O.Sadaya data anu dipidangkeun dina Tabel Tambahan 3 parantos disaluyukeun gap.
Bagéan kira-kira 150 dugi ka 200 nm kandel diekstrak tina partikel Ryugu nganggo alat Hitachi High Tech SMI4050 FIB di JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institute.Catet yén sadaya bagian FIB pulih tina fragmen anu henteu diolah tina partikel anu henteu diolah saatos dikaluarkeun tina kapal anu dieusi gas N2 pikeun transfer antarobyek.Fragmén ieu henteu diukur ku SR-CT, tapi diolah kalayan paparan minimal ka atmosfir bumi pikeun ngahindarkeun poténsi karuksakan sareng kontaminasi anu tiasa mangaruhan spéktrum karbon K-edge.Saatos déposisi lapisan pelindung tungsten, daérah anu dipikaresep (nepi ka 25 × 25 μm2) dipotong sareng diipis ku sinar ion Ga + dina tegangan ngagancangkeun 30 kV, teras dina 5 kV sareng arus usik 40 pA pikeun ngaminimalkeun karusakan permukaan.Bagian ultrathin lajeng disimpen dina bolong tambaga digedékeun (Kochi bolong) 39 ngagunakeun micromanipulator dilengkepan FIB.
Ryugu A0098 (1.6303mg) jeung C0068 (0.6483mg) pellets disegel dua kali dina lambar poliétilén purity tinggi murni dina kotak sarung nitrogén murni kaeusi dina SPring-8 tanpa interaksi jeung atmosfir bumi.Persiapan sampel pikeun JB-1 (batu rujukan géologis anu dikaluarkeun ku Survey Geologi Jepang) dilaksanakeun di Tokyo Metropolitan University.
INAA diayakeun di Institut Radiasi Terpadu sareng Élmu Nuklir, Universitas Kyoto.Sampel disinari dua kali kalayan siklus iradiasi anu béda dipilih dumasar kana satengah umur nuklida anu digunakeun pikeun kuantitatif unsur.Kahiji, sampel ieu irradiated dina tube irradiation pneumatic salila 30 detik.Fluks neutron termal sareng gancang dina Gbr.3 nyaéta 4,6 × 1012 jeung 9,6 × 1011 cm-2 s-1, masing-masing pikeun nangtukeun eusi Mg, Al, Ca, Ti, V jeung Mn.Kimia saperti MgO (99,99% purity, Soekawa Chemical), Al (99,9% purity, Soekawa Chemical), jeung Si metal (99,999% purity, FUJIFILM Wako Pure Chemical) ogé diradiasi pikeun ngabenerkeun pikeun ngaganggu réaksi nuklir saperti (n, n).Sampel ogé disinari ku natrium klorida (99,99% purity; MANAC) pikeun ngabenerkeun parobahan fluks neutron.
Saatos irradiation neutron, lambar poliétilén luar diganti ku nu anyar, sarta radiasi gamma dipancarkeun ku sampel sarta rujukan langsung diukur ku detektor Ge.Sampel anu sami diradiasi deui salami 4 jam dina tabung irradiasi pneumatik.2 mibanda fluks neutron termal jeung gancang masing-masing 5,6 1012 jeung 1,2 1012 cm-2 s-1 pikeun nangtukeun Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Eusi Se, Sb, Os, Ir jeung Au.Sampel kontrol Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, sareng Au disinari ku cara nerapkeun jumlah anu pas (tina 10 dugi ka 50 μg) larutan standar tina konsentrasi anu dipikanyaho unsur-unsur ieu kana dua lembar kertas saring, dituturkeun ku panyinaran sampel.Jumlah sinar gamma dilaksanakeun di Institut Radiasi Terpadu sareng Élmu Nuklir, Universitas Kyoto sareng Pusat Panaliti RI, Universitas Metropolitan Tokyo.Prosedur analitik sareng bahan rujukan pikeun tekad kuantitatif unsur INAA sami sareng anu dijelaskeun dina karya urang sateuacana.
Difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab) digunakeun pikeun ngumpulkeun pola difraksi sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) jeung C0087 (<1 mg) dina NIPR. Difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab) digunakeun pikeun ngumpulkeun pola difraksi sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) jeung C0087 (<1 mg) dina NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов Ryugu A0029 (<1 мг (≤ 7) C 003 dina NIPR. Difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab) digunakeun pikeun ngumpulkeun pola difraksi sampel Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), sareng C0087 (<1 mg) dina 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) 的衍使用X 射线衍射仪(Rigaku SmartLab) 在NIPR 收集 Ryugu 样品A0029 (<1 mg)、A0037 (<1 mg) 和C0087 (<1 mg) 的衍 Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) и C0087 (<1 мг) atanapi получены в NIPR с использованием редикратр использованием ренткрат Lab). Pola difraksi sinar-X tina conto Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) sareng C0087 (<1 mg) dicandak dina NIPR nganggo difraktometer sinar-X (Rigaku SmartLab).Sadaya sampel digiling jadi bubuk halus dina wafer non-reflective silikon ngagunakeun piring kaca inten biru lajeng disebarkeun merata dina wafer non-reflective silikon tanpa cairan (cai atawa alkohol).Kaayaan pangukuran nyaéta kieu: Radiasi sinar-X Cu Kα dihasilkeun dina tegangan tabung 40 kV sareng arus tabung 40 mA, panjang celah anu ngawatesan nyaéta 10 mm, sudut divergénsi nyaéta (1/6) °, laju rotasi dina pesawat nyaéta 20 rpm, sareng rentangna nyaéta 2θ (dua kali sudut Bragg-8).Bragg Brentano optik dipaké.Detektor nyaéta detektor semikonduktor silikon hiji diménsi (D/teX Ultra 250).Sinar-X Cu Kβ dihapus menggunakan saringan Ni.Ngagunakeun sampel sadia, ukuran saponite magnésian sintétik (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (daun serpentine, Miyazu, Nikka) jeung pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) ieu dibandingkeun pikeun ngaidentipikasi puncak jeung ngagunakeun data bubuk data difraksi data diffraction (Data 16-Flo1000) ti International Data difraksi do1F-PD-6PD. sarta magnetite (PDF 00-019-0629).Data difraksi ti Ryugu ogé dibandingkeun sareng data ngeunaan kondrit karbon anu dirobih, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, sareng Y 980115 CY (tahap pemanasan III, 500-750 ° C).Perbandingan nunjukkeun kamiripan sareng Orgueil, tapi henteu sareng Y-791198 sareng Y 980115.
Spéktra NEXAFS kalayan ujung karbon K tina bagian ultrathin tina sampel anu dijieun tina FIB diukur ngagunakeun saluran STXM BL4U di fasilitas synchrotron UVSOR di Institute of Molecular Sciences (Okazaki, Jepang).Ukuran titik tina balok fokus optik kalayan pelat zona Fresnel kira-kira 50 nm.Léngkah énergi nyaéta 0,1 eV pikeun struktur halus daérah anu caket (283,6–292,0 eV) sareng 0,5 eV (280,0–283,5 eV sareng 292,5–300,0 eV) pikeun daérah payun sareng tukang.waktos pikeun tiap piksel gambar disetel ka 2 mdet.Saatos évakuasi, kamar analitik STXM ngeusi hélium dina tekanan sakitar 20 mbar.Ieu mantuan pikeun ngaleutikan drift termal tina alat optik sinar-X dina chamber jeung wadah sampel, kitu ogé pikeun ngurangan karuksakan sampel sarta / atawa oksidasi.NEXAFS K-edge spéktra karbon dihasilkeun tina data tumpuk ngagunakeun software aXis2000 jeung software ngolah data STXM proprietary.Catet yén kotak transfer sampel sareng kotak sarung dianggo pikeun nyegah oksidasi sareng kontaminasi sampel.
Saatos analisa STXM-NEXAFS, komposisi isotop hidrogén, karbon, sareng nitrogén irisan Ryugu FIB dianalisis nganggo pencitraan isotop sareng JAMSTEC NanoSIMS 50L.Beam primér Cs + fokus kira-kira 2 pA pikeun analisis isotop karbon jeung nitrogén sarta kira-kira 13 pA pikeun analisis isotop hidrogén diraster dina wewengkon kira-kira 24 × 24 µm2 nepi ka 30 × 30 µm2 dina sampel.Sanggeus 3-menit prespray dina arus balok primér rélatif kuat, unggal analisis dimimitian sanggeus stabilisasi tina inténsitas beam sekundér.Pikeun analisis isotop karbon jeung nitrogén, gambar 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– jeung 12C15N– sakaligus diala ngagunakeun tujuh deteksi multiplier multiplier éléktron kalayan résolusi massa kira-kira 9000, nu cukup pikeun misahkeun sakabéh sanyawa isotop relevan.gangguan (ie 12C1H on 13C jeung 13C14N on 12C15N).Pikeun analisis isotop hidrogén, gambar 1H-, 2D- jeung 12C- dicandak kalawan resolusi massa kira 3000 kalawan sababaraha deteksi ngagunakeun tilu multipliers éléktron.Unggal analisis diwangun ku 30 gambar discan wewengkon sarua, kalawan hiji gambar diwangun ku 256 × 256 piksel pikeun karbon jeung nitrogén analisis isotop jeung 128 × 128 piksel pikeun analisis isotop hidrogén.Waktu reureuh nyaéta 3000 µs per piksel pikeun analisis isotop karbon jeung nitrogén sarta 5000 µs per piksel pikeun analisis isotop hidrogén.Kami parantos nganggo hidrat 1-hydroxybenzotriazole salaku standar isotop hidrogén, karbon sareng nitrogén pikeun ngakalibrasi fraksinasi massa instrumental45.
Pikeun nangtukeun komposisi isotop silikon grafit presolar dina profil FIB C0068-25, kami ngagunakeun genep multipliers éléktron kalayan resolusi massa kira 9000. Gambar diwangun ku 256 × 256 piksel kalawan waktu reureuh 3000 µs per piksel.Kami ngakalibrasi alat fraksinasi massa nganggo wafer silikon salaku standar hidrogén, karbon, sareng isotop silikon.
Gambar isotop diolah nganggo parangkat lunak pencitraan NanoSIMS45 NASA.Data anu dilereskeun pikeun éléktron multiplier waktu maot (44 ns) jeung épék datangna kuasi-simultaneous.alignment scan béda pikeun tiap gambar pikeun ngabenerkeun drift gambar salila akuisisi.Gambar isotop ahir dijieun ku nambahkeun ion sekundér ti unggal gambar pikeun tiap piksel scan.
Saatos analisa STXM-NEXAFS sareng NanoSIMS, bagian FIB anu sami ditaliti nganggo mikroskop éléktron transmisi (JEOL JEM-ARM200F) dina tegangan ngagancangkeun 200 kV di Kochi, JAMSTEC.Mikrostruktur dititénan nganggo TEM lapangan terang sareng TEM nyeken sudut luhur dina widang anu poék.Fase mineral diidentipikasi ku difraksi éléktron titik sareng pencitraan pita kisi, sareng analisis kimiawi dilakukeun ku EDS kalayan detektor drift silikon 100 mm2 sareng parangkat lunak Stasiun Analisis JEOL 4.30.Pikeun analisa kuantitatif, inténsitas sinar-X karakteristik pikeun tiap unsur diukur dina modeu scanning TEM kalayan waktos akuisisi data tetep 30 detik, daérah scanning sinar ~100 × 100 nm2, sareng arus sinar 50 pA.Babandingan (Si + Al) -Mg-Fe dina silikat berlapis ditangtukeun ngagunakeun koefisien ékspérimén k, dilereskeun pikeun ketebalan, dicandak tina standar pyropagarnet alam.
Sadaya gambar sareng analisa anu dianggo dina ulikan ieu sayogi dina JAXA Data Archiving and Communication System (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Artikel ieu nyadiakeun data aslina.
Kitari, K. et al.Komposisi beungeut astéroid 162173 Ryugu sakumaha dititénan ku instrumen Hayabusa2 NIRS3.Élmu 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato-type carbonaceous chondrites (CY): analog tina permukaan astéroid Ryugu?Géokimia 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Analisis komposisi mimiti sampel Ryugu dipigawé maké mikroskop hyperspectral MicroOmega.Astron Nasional.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Analisis awal sampel Hyabusa2 balik ti astéroid tipe-C Ryugu.Astron Nasional.6, 214–220 (2021).