Asante kwa kutembelea Nature.com.Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutatoa tovuti bila mitindo na JavaScript.
Asteroidi aina ya C ni tete na tajiri katika viumbe hai, asteroidi za aina ya C zinaweza kuwa mojawapo ya vyanzo vikuu vya maji duniani.Kwa sasa, chondrite zenye kuzaa kaboni hutoa wazo bora zaidi la muundo wao wa kemikali, lakini habari kuhusu meteorites imepotoshwa: ni aina za kudumu tu zinazoingia kwenye angahewa na kisha kuingiliana na mazingira ya dunia.Hapa tunawasilisha matokeo ya uchunguzi wa kina wa ujazo na uchanganuzi mdogo wa chembe ya msingi ya Ryugu iliyotolewa Duniani na chombo cha anga za juu cha Hayabusa-2.Chembe za Ryugu zinaonyesha ulinganifu wa karibu katika utungaji na chondrite za CI (aina ya Iwuna) ambazo hazijagawanywa kwa kemikali lakini zinazobadilishwa na maji, ambazo hutumiwa sana kama kiashirio cha utungaji wa jumla wa mfumo wa jua.Kielelezo hiki kinaonyesha uhusiano changamano wa anga kati ya viumbe hai vya alifatiki na silika zilizowekwa tabaka na huonyesha kiwango cha juu cha joto cha karibu 30 °C wakati wa mmomonyoko wa maji.Tulipata wingi wa deuterium na diazonium inayolingana na asili ya ziada ya jua.Chembechembe za Ryugu ndizo nyenzo ngeni zisizo na uchafu na zisizoweza kutenganishwa kuwahi kusomwa na zinafaa zaidi muundo wa jumla wa mfumo wa jua.
Kuanzia Juni 2018 hadi Novemba 2019, Chombo cha Utafiti wa Anga cha Japani (JAXA) Hayabusa2 kilifanya uchunguzi wa kina wa asteroid Ryugu.Data kutoka kwa Kipimo cha Karibu cha Infrared (NIRS3) kilicho Hayabusa-2 kinapendekeza kwamba Ryugu inaweza kuwa na nyenzo sawa na chondrite za kaboni za mafuta na/au shock-metamorphic carbonaceous.Mechi ya karibu zaidi ni CY chondrite (aina ya Yamato) 2. Albedo ya chini ya Ryugu inaweza kuelezewa na kuwepo kwa idadi kubwa ya vipengele vyenye kaboni, pamoja na ukubwa wa chembe, porosity, na athari za hali ya hewa ya anga.Chombo cha anga za juu cha Hayabusa-2 kilitua mara mbili na kukusanya sampuli kwenye Ryuga.Wakati wa kutua kwa mara ya kwanza mnamo Februari 21, 2019, nyenzo za uso zilipatikana, ambazo zilihifadhiwa katika sehemu A ya kapsuli ya kurudisha, na wakati wa kutua kwa pili mnamo Julai 11, 2019, nyenzo zilikusanywa karibu na kreta bandia iliyoundwa na kishawishi kidogo cha kubebeka.Sampuli hizi zimehifadhiwa katika Wadi C. Tabia ya awali isiyo ya uharibifu ya chembe katika Hatua ya 1 katika vyumba maalum, visivyochafuliwa na vilivyojaa nitrojeni safi katika vituo vinavyosimamiwa na JAXA vilionyesha kuwa chembe za Ryugu zilikuwa sawa na chondrites za CI4 na zilionyesha "viwango mbalimbali vya kutofautiana"3.Uainishaji unaoonekana kupingana wa Ryugu, sawa na chondrite za CY au CI, unaweza kutatuliwa tu kwa uainishaji wa kina wa isotopiki, wa kimsingi, na wa madini wa chembe za Ryugu.Matokeo yaliyowasilishwa hapa yanatoa msingi thabiti wa kuamua ni maelezo gani kati ya haya mawili ya awali ya muundo wa jumla wa Ryugu ya asteroid ambayo ina uwezekano mkubwa.
Pembeti nane za Ryugu (takriban 60mg jumla), nne kutoka Chumba A na nne kutoka Chumba C, zilipewa Awamu ya 2 kusimamia timu ya Kochi.Lengo kuu la utafiti ni kufafanua asili, asili na historia ya mageuzi ya Ryugu ya asteroid, na kuandika kufanana na tofauti na vielelezo vingine vinavyojulikana vya nje ya nchi kama vile chondrites, chembe za vumbi za interplanetary (IDPs) na comets zinazorudi.Sampuli zilizokusanywa na misheni ya Stardust ya NASA.
Uchambuzi wa kina wa madini ya nafaka tano za Ryugu (A0029, A0037, C0009, C0014 na C0068) ulionyesha kuwa zinaundwa hasa na phyllosilicates nzuri na coarse-grained (~ 64-88 vol.%; Mtini. 1a, b, Nyongeza 1).na jedwali la ziada 1).Filosiliiti zenye umbo tambarare hutokea kama mijumuisho ya siri (hadi makumi ya mikroni kwa saizi) katika matrices yenye punje laini, yenye utajiri wa phyllosilicate (chini ya saizi ya mikroni chache).Chembe za silicate zilizowekwa safu ni symbionts ya serpentine-saponite (Mchoro 1c).Ramani ya (Si + Al)-Mg-Fe pia inaonyesha kwamba matrix ya silicate yenye safu nyingi ina muundo wa kati kati ya serpentine na saponite (Mchoro 2a, b).Matrix ya phyllosilicate ina madini ya carbonate (~2–21 vol.%), madini ya sulfidi (~2.4–5.5 vol.%), na magnetite (~3.6–6.8 vol.%).Mojawapo ya chembe zilizochunguzwa katika utafiti huu (C0009) ilikuwa na kiasi kidogo (~ vol. 0.5%) cha silikati zisizo na maji (olivine na pyroxene), ambazo zinaweza kusaidia kutambua nyenzo asili iliyounda jiwe mbichi la Ryugu5.Silicate hii isiyo na maji ni nadra katika pellets za Ryugu na ilitambuliwa vyema tu katika pellet ya C0009.Kabonati zipo kwenye tumbo kama vipande (chini ya maikroni mia chache), hasa dolomite, na kiasi kidogo cha kalsiamu kabonati na brinell.Sumaku hutokea kama chembe zilizotengwa, framboidi, plaques, au mkusanyiko wa spherical.Sulfidi huwakilishwa hasa na pyrrhotite kwa namna ya prisms/sahani za hexagonal zisizo za kawaida au laths.Matrix ina kiasi kikubwa cha submicron pentlandite au pamoja na pyrrhotite. Awamu zenye kaboni nyingi (<10 µm kwa ukubwa) hutokea kila mahali kwenye tumbo lenye utajiri wa phyllosilicate. Awamu zenye kaboni nyingi (<10 µm kwa ukubwa) hutokea kila mahali kwenye tumbo lenye utajiri wa phyllosilicate. Богатые углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в богатой филлосиликатами матрице. Awamu zenye kaboni nyingi (<10 µm kwa ukubwa) hutokea kila mahali kwenye tumbo lenye utajiri wa 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. Awamu zenye kaboni nyingi (<10 µm kwa ukubwa) hutawala katika tumbo lenye utajiri wa phyllosilicate.Madini mengine saidizi yanaonyeshwa katika Jedwali la 1 la Ziada. Orodha ya madini iliyoamuliwa kutoka kwa muundo wa mtengano wa X-ray wa mchanganyiko wa C0087 na A0029 na A0037 inalingana sana na ile iliyoamuliwa katika chondrite ya CI (Orgueil), lakini inatofautiana sana na CY na CM (Mippleregure aina ya Figuregure na aina ya Figuregu) iliyopanuliwa ya Figuregu (Mippleregure aina ya Figure) na Figuregure.Jumla ya maudhui ya kipengele cha nafaka za Ryugu (A0098, C0068) pia inalingana na chondrite 6 CI (data iliyopanuliwa, Mchoro 2 na Jedwali la Ziada 2).Kwa kulinganisha, chondrite za CM zimepungua kwa vipengele vya wastani na tete, hasa Mn na Zn, na juu zaidi katika vipengele vya kinzani7.Viwango vya baadhi ya vipengele hutofautiana sana, ambayo inaweza kuwa onyesho la utofauti asili wa sampuli kutokana na ukubwa mdogo wa chembe mahususi na matokeo ya upendeleo wa sampuli.Tabia zote za petrological, mineralogical na elemental zinaonyesha kuwa nafaka za Ryugu ni sawa na chondrites CI8,9,10.Isipokuwa dhahiri ni kutokuwepo kwa ferrihydrite na salfati katika nafaka za Ryugu, na kupendekeza kuwa madini haya katika chondrite za CI yaliundwa na hali ya hewa ya nchi kavu.
a, Picha ya X-ray ya Mchanganyiko ya Mg Kα (nyekundu), Ca Kα (kijani), Fe Kα (bluu), na S Kaa (njano) sehemu iliyosafishwa kavu C0068.Sehemu hiyo inajumuisha silikati zenye tabaka (nyekundu: ~88 vol.%), carbonates (dolomite; kijani kibichi: ~1.6 vol%), magnetite (bluu: ~5.3 vol) na salfidi (njano: sulfidi = ~ ~2.5% ujazo. insha. b, taswira ya eneo la contour katika electron iliyotawanyika nyuma; Brumide irons Dommature; Brumide iron - magnetite; juisi - jiwe la sabuni; Srp - serpentine c, picha ya hadubini ya elektroni ya azimio la juu (TEM) ya ukuaji wa kawaida wa saponi-nyoka unaoonyesha mikanda ya nyoka na saponite ya 0.7 nm na 1.1 nm, mtawalia.
Muundo wa matrix na silicate ya tabaka (kwa %) ya Ryugu A0037 (miduara nyekundu iliyoimarishwa) na C0068 (miduara ya bluu dhabiti) imeonyeshwa kwenye mfumo wa ternary (Si+Al)-Mg-Fe.a, matokeo ya Electron Probe Microanalysis (EPMA) yaliyopangwa dhidi ya chondrite za CI (Ivuna, Orgueil, Alais)16 iliyoonyeshwa kwa kijivu kwa kulinganisha.b, Uchanganuzi wa TEM (STEM) na uchunguzi wa X-ray wa kutawanya nishati (EDS) umeonyeshwa kwa kulinganisha na vimondo vya Orgueil9 na Murchison46 na IDP47 iliyotiwa maji.Filosilicates yenye nafaka nzuri na ya rangi ya coarse ilichambuliwa, kuepuka chembe ndogo za sulfidi ya chuma.Mistari yenye vitone katika a na b inaonyesha mistari ya myeyusho ya saponite na serpentine.Muundo wa utajiri wa chuma katika a unaweza kuwa kutokana na nafaka za salfaidi ya chuma ndogo ndani ya nafaka za silicate zilizowekwa tabaka, ambazo haziwezi kutengwa na azimio la anga la uchanganuzi wa EPMA.Pointi za data zilizo na maudhui ya juu ya Si kuliko saponite katika b zinaweza kusababishwa na kuwepo kwa nyenzo za silikoni zenye nanosized amofasi katika viunga vya safu ya phyllosilicate.Idadi ya uchanganuzi: N=69 kwa A0037, N=68 kwa EPMA, N=68 kwa C0068, N=19 kwa A0037 na N=27 kwa C0068 kwa STEM-EDS.c, ramani ya isotopu ya chembe tatu za Ryugu C0014-4 ikilinganishwa na thamani za chondrite CI (Orgueil), CY (Y-82162) na data ya fasihi (CM na C2-ung)41,48,49.Tumepata data ya Orgueil na Y-82162 meteorites.CCAM ni mstari wa madini ya chondrite ya kaboni isiyo na maji, TFL ni mstari wa kugawanya ardhi.d, Δ17O na δ18O ramani za Ryugu chembe C0014-4, CI chondrite (Orgueil), na CY chondrite (Y-82162) (utafiti huu).Δ17O_Ryugu: Thamani ya Δ17O C0014-1.Δ17O_Orgueil: Thamani ya wastani Δ17O kwa Orgueil.Δ17O_Y-82162: Thamani ya wastani Δ17O kwa Y-82162.Data ya CI na CY kutoka kwa fasihi 41, 48, 49 pia imeonyeshwa kwa kulinganisha.
Uchanganuzi mkubwa wa isotopu ya oksijeni ulifanywa kwenye sampuli ya miligramu 1.83 ya nyenzo iliyotolewa kutoka kwa punjepunje C0014 kwa uangazaji wa leza (Mbinu).Kwa kulinganisha, tuliendesha nakala saba za Orgueil (CI) (jumla ya uzito = 8.96 mg) na nakala saba za Y-82162 (CY) (jumla ya uzito = 5.11 mg) (Jedwali la Ziada la 3).
Kwenye mtini.2d inaonyesha utenganisho dhahiri wa Δ17O na δ18O kati ya chembe wastani za uzito wa Orgueil na Ryugu ikilinganishwa na Y-82162.Δ17O ya chembe ya Ryugu C0014-4 ni ya juu zaidi kuliko ile ya chembe ya Orgeil, licha ya kuingiliana kwa 2 sd.Chembe za Ryugu zina viwango vya juu zaidi vya Δ17O ikilinganishwa na Orgeil, ambayo inaweza kuonyesha uchafuzi wa dunia wa mwisho tangu kuanguka kwake mwaka wa 1864. Hali ya hewa katika mazingira ya nchi kavu11 husababisha kuingizwa kwa oksijeni ya anga, kuleta uchanganuzi wa jumla karibu na mstari wa mstari wa dunia (TFL).Hitimisho hili linapatana na data ya madini (iliyojadiliwa hapo awali) kwamba nafaka za Ryugu hazina hidrati au salfati, huku Orgeil akiwa nayo.
Kulingana na data iliyo hapo juu ya kimaadili, matokeo haya yanaunga mkono uhusiano kati ya nafaka za Ryugu na chondrite za CI, lakini huondoa uhusiano wa chondrite za CY.Ukweli kwamba nafaka za Ryugu hazihusiani na chondrites za CY, ambazo zinaonyesha dalili za wazi za mineralogy ya upungufu wa maji mwilini, inashangaza.Uchunguzi wa Orbital wa Ryugu unaonekana kuashiria kuwa imepungukiwa na maji mwilini na kwa hivyo ina uwezekano wa kuwa na nyenzo za CY.Sababu za tofauti hii inayoonekana bado haijulikani wazi.Uchanganuzi wa isotopu ya oksijeni wa chembe nyingine za Ryugu umewasilishwa katika karatasi ya 12. Hata hivyo, matokeo ya seti hii ya data iliyopanuliwa pia yanapatana na uhusiano kati ya chembe za Ryugu na chondrite za CI.
Kwa kutumia mbinu za uchanganuzi midogo zilizoratibiwa (Kielelezo cha 3 cha Nyongeza), tulichunguza usambazaji wa anga wa kaboni hai juu ya eneo lote la sehemu ya boriti ya ioni iliyolengwa (FIB) C0068.25 (Mchoro 3a–f).Muundo mzuri wa mionzi ya X-ray ya kaboni (NEXAFS) kwenye ukingo wa karibu katika sehemu C0068.25 inayoonyesha vikundi kadhaa vya utendaji - kunukia au C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) na C( =O)O (288.8 e.grafu eg 2 muundo wa 2 eV) - 288.8 eV. ), ambayo ina maana kiwango cha chini cha tofauti ya joto.Kilele chenye nguvu cha CH (287.5 eV) cha ogani ya sehemu ya C0068.25 hutofautiana na viumbe visivyoyeyuka vya chondrites za kaboni zilizosomwa hapo awali na ni sawa na IDP14 na chembe za cometary zilizopatikana na misheni ya Stardust.Kilele chenye nguvu cha CH katika 287.5 eV na kilele cha kunukia dhaifu sana au C=C katika 285.2 eV huonyesha kuwa misombo ya kikaboni ina wingi wa misombo ya aliphatic (Mchoro 3a na Kielelezo cha 3a cha Nyongeza).Maeneo yenye misombo ya kikaboni ya aliphatic yamewekwa ndani ya phyllosilicates ya coarse-grained, na pia katika maeneo yenye muundo mbaya wa kunukia (au C = C) wa kaboni (Mchoro 3c, d).Kwa kulinganisha, A0037,22 (Mtini. 3 wa Nyongeza) ilionyesha kwa kiasi maudhui ya chini ya maeneo yenye utajiri wa kaboni aliphatic.Madini ya msingi ya nafaka hizi yana wingi wa kabonati, sawa na chondrite CI 16, ikipendekeza mabadiliko makubwa ya chanzo cha maji (Jedwali la Nyongeza 1).Hali ya vioksidishaji itapendelea viwango vya juu vya vikundi vya utendaji vya kabonili na kaboksili katika misombo ya kikaboni inayohusishwa na kabonati.Usambazaji wa submicron wa viumbe vilivyo na miundo ya kaboni ya aliphatic inaweza kuwa tofauti sana na usambazaji wa silicates za safu-coarse-grained.Vidokezo vya misombo ya kikaboni ya aliphatic inayohusishwa na phyllosilicate-OH ilipatikana katika meteorite ya Ziwa la Tagish.Data iliyoratibiwa ya uchanganuzi midogo inapendekeza kwamba vitu vya kikaboni vilivyo na misombo ya alifatiki vinaweza kuenea katika asteroidi za aina ya C na kuhusishwa kwa karibu na phyllosilicates.Hitimisho hili linapatana na ripoti za awali za CH alifatiki/kunukia katika chembechembe za Ryugu zilizoonyeshwa na MicroOmega, hadubini ya infrared inayokaribia kuongezeka.Swali muhimu na ambalo halijatatuliwa ni ikiwa sifa za kipekee za misombo ya kikaboni yenye utajiri wa kaboni iliyohusishwa na phyllosilicates ya coarse-grained iliyozingatiwa katika utafiti huu inapatikana tu kwenye asteroid Ryugu.
a, NEXAFS spectra ya kaboni iliyorekebishwa hadi 292 eV katika eneo lenye kunukia (C=C) tajiri (nyekundu), katika eneo tajiri la alifatiki (kijani), na kwenye tumbo (bluu).Mstari wa kijivu ni wigo wa kikaboni wa Murchison 13 kwa kulinganisha.au, kitengo cha usuluhishi.b, Taswira ya taswira ya upitishaji wa X-ray (STXM) ya ukingo wa kaboni K inayoonyesha kuwa sehemu hiyo inatawaliwa na kaboni.c, kiwanja cha mchanganyiko cha RGB chenye kunukia (C=C) maeneo tajiri (nyekundu), maeneo tajiri ya alifatiki (kijani), na matrix (bluu).d, viumbe vilivyo na wingi wa misombo ya alifatiki hujilimbikizia katika phyllosilicate yenye nafaka-chembe, eneo hilo hupanuliwa kutoka kwa visanduku vya nukta nyeupe katika b na c.e, nanospheres kubwa (ng-1) katika eneo lililopanuliwa kutoka kwa kisanduku chenye vitone vyeupe katika b na c.Kwa: pyrrhotite.Pn: nickel-chromite.f, Nanoscale Sekondari Ion Mass Spectrometry (NanoSIMS), Haidrojeni (1H), Kaboni (12C), na Nitrojeni (12C14N) picha za msingi, picha za uwiano wa kipengele cha 12C/1H, na picha za δD, δ13C, na δ15N za isotopu - Sehemu ya PG-3 yenye taswira ya ziada ya 1: ongezeko la ziada la nishati ya jua.
Uchunguzi wa kinetiki wa uharibifu wa vitu vya kikaboni katika vimondo vya Murchison unaweza kutoa taarifa muhimu kuhusu mgawanyiko tofauti wa viumbe hai vya alifatiki vilivyo na nafaka za Ryugu.Utafiti huu unaonyesha kwamba vifungo vya CH aliphatic katika suala la kikaboni huendelea hadi kiwango cha juu cha joto cha karibu 30 ° C kwa mzazi na/au kubadilika kwa uhusiano wa joto la wakati (km miaka 200 kwa 100 ° C na 0 ° C miaka milioni 100) ..Ikiwa mtangulizi haujawashwa kwa joto fulani kwa zaidi ya muda fulani, usambazaji wa awali wa viumbe vya aliphatic matajiri katika phyllosilicate inaweza kuhifadhiwa.Hata hivyo, mabadiliko ya chanzo cha maji ya miamba yanaweza kutatiza tafsiri hii, kwani A0037 yenye carbonate-tajiri haionyeshi maeneo yoyote ya alifatiki yenye kaboni inayohusishwa na phyllosilicates.Mabadiliko haya ya halijoto ya chini takribani inalingana na kuwepo kwa cubic feldspar katika nafaka za Ryugu (Jedwali la Ziada 1) 20.
Sehemu C0068.25 (ng-1; Tini. 3a–c,e) ina nanosphere kubwa inayoonyesha kunukia sana (au C=C), alfati ya wastani, na mwonekano dhaifu wa C(=O)O na C=O..Saini ya kaboni ya aliphatic hailingani na saini ya viumbe hai kwa wingi na nanospheres za kikaboni zinazohusiana na chondrites (Mchoro 3a) 17,21.Uchanganuzi wa Raman na infrared spectroscopic wa nanospheres katika Ziwa Tagish ulionyesha kuwa zinajumuisha misombo ya kikaboni iliyooksidishwa na misombo ya kikaboni yenye kunukia ya polycyclic yenye muundo changamano22,23.Kwa sababu matriki inayozunguka ina ogani iliyojaa misombo ya alifatiki, saini ya kaboni ya alifati katika ng-1 inaweza kuwa kisanii cha uchanganuzi.Inashangaza, ng-1 ina silikati za amofasi zilizopachikwa (Kielelezo 3e), muundo ambao bado haujaripotiwa kwa viumbe vyovyote vya nje ya nchi.Silikati za amofasi zinaweza kuwa vipengele vya asili vya ng-1 au kutokana na urekebishaji wa silikati zenye maji/anhidrasi kwa ioni na/au boriti ya elektroni wakati wa uchanganuzi.
Picha za ioni za NanoSIMS za sehemu ya C0068.25 (Kielelezo 3f) zinaonyesha mabadiliko sare katika δ13C na δ15N, isipokuwa nafaka za presolar zilizo na urutubishaji mkubwa wa 13C wa 30,811‰ (PG-1 katika picha ya δ13C katika Mchoro 3f) (Jedwali la Ziada 4).Picha za msingi za X-ray na picha za TEM zenye azimio la juu zinaonyesha tu ukolezi wa kaboni na umbali kati ya ndege za msingi za 0.3 nm, ambazo zinalingana na grafiti.Ni vyema kutambua kwamba maadili ya δD (841 ± 394 ‰) na δ15N (169 ± 95‰), yaliyoboreshwa katika viumbe hai vya aliphatic vinavyohusishwa na phyllosilicates coarse-grained, hugeuka kuwa juu kidogo kuliko wastani wa eneo lote C (δD = 539 ‰ ± 1).‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) katika C0068.25 (Jedwali la Ziada 4).Uchunguzi huu unapendekeza kwamba viumbe vilivyo na utajiri wa alifatiki katika phyllosilicates-grained coarse-grained inaweza kuwa primitive zaidi kuliko viumbe hai vinavyozunguka, kwa kuwa mwisho unaweza kuwa na kubadilishana isotopiki na maji yanayozunguka katika mwili wa awali.Vinginevyo, mabadiliko haya ya isotopiki yanaweza pia kuhusishwa na mchakato wa awali wa malezi.Inafasiriwa kuwa silicates za tabaka laini katika chondrite za CI ziliundwa kama matokeo ya mabadiliko ya mara kwa mara ya vikundi vya awali vya silicate isiyo na maji.Vitu vya kikaboni vyenye utajiri wa aliphatic vinaweza kuwa viliundwa kutoka kwa molekuli za mtangulizi katika diski ya protoplanetary au kati ya nyota kabla ya kuunda mfumo wa jua, na kisha kubadilishwa kidogo wakati wa mabadiliko ya maji ya mwili wa wazazi wa Ryugu (kubwa). Ukubwa (<1.0 km) wa Ryugu ni mdogo mno kuweza kutunza joto la ndani vya kutosha kwa ajili ya ubadilishanaji wa maji na kuunda madini ya maji25. Ukubwa (<1.0 km) wa Ryugu ni mdogo mno kuweza kudumisha joto la ndani vya kutosha kwa ajili ya ubadilishanaji wa maji na kuunda madini ya maji25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чтобы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения с образованием водных. Ukubwa (<1.0 km) Ryugu ni ndogo mno kutunza joto la ndani la kutosha kwa ajili ya mabadiliko ya maji kuunda madini ya maji25. 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矿物25. Ryugu 的尺寸（<1.0 公里）太小，不足以维持内部热量以进行水蚀变形成含水矿物25. Размер Рюгу (<1,0 км) слишком мал, чтобы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с образованием водных минералов25. Ukubwa wa Ryugu (<1.0 km) ni mdogo sana kuhimili joto la ndani kubadilisha maji kuunda madini ya maji25.Kwa hivyo, watangulizi wa Ryugu makumi ya kilomita kwa ukubwa wanaweza kuhitajika.Dutu za kikaboni zilizo na misombo ya alifatiki zinaweza kuhifadhi uwiano wao wa awali wa isotopu kutokana na kuhusishwa na phyllosilicates-grained.Hata hivyo, asili halisi ya vibeba mizigo vizito vya isotopiki bado haijafahamika kutokana na uchanganyiko mgumu na maridadi wa vijenzi mbalimbali katika sehemu hizi za FIB.Hizi zinaweza kuwa vitu vya kikaboni vilivyo na misombo ya aliphatic katika chembe za Ryugu au phyllosilicates coarse inayozizunguka.Kumbuka kuwa vitu vya kikaboni katika karibu chondrite zote za kaboni (pamoja na chondrite za CI) huwa na utajiri katika D kuliko phyllosilicates, isipokuwa CM Paris 24, 26 meteorites.
Viwanja vya ujazo wa δD na δ15N vya vipande vya FIB vilivyopatikana kwa A0002.23 na A0002.26, A0037.22 na A0037.23 na C0068.23, C0068.25 na C0068.26 vipande vya FIB (jumla ya vipande vingine vitatu vya Nambari ya FIBson A SIM) na vipande vingine saba vya RIB SIM mfumo wa jua umeonyeshwa kwenye Mtini.4 (Jedwali la Nyongeza 4)27,28.Mabadiliko ya sauti katika δD na δ15N katika wasifu wa A0002, A0037, na C0068 yanawiana na yale yaliyo katika IDP, lakini ya juu kuliko katika chondrite za CM na CI (Mchoro 4).Kumbuka kuwa anuwai ya thamani za δD kwa sampuli ya Comet 29 (-240 hadi 1655‰) ni kubwa kuliko ile ya Ryugu.Kiasi cha δD na δ15N cha wasifu wa Ryukyu, kama sheria, ni ndogo kuliko wastani wa nyota za familia ya Jupiter na wingu la Oort (Mchoro 4).Thamani za chini za δD za chondrite za CI zinaweza kuonyesha athari za uchafuzi wa nchi kavu katika sampuli hizi.Kwa kuzingatia ufanano kati ya Kengele, Ziwa Tagish na IDP, tofauti kubwa katika δD na δN thamani katika chembe za Ryugu zinaweza kuonyesha mabadiliko katika sahihi za awali za isotopiki za tungo za kikaboni na zenye maji katika mfumo wa jua wa mapema.Mabadiliko sawa ya isotopiki katika δD na δN katika chembechembe za Ryugu na IDP zinapendekeza kuwa zote zingeweza kutokea kutoka nyenzo kutoka chanzo kimoja.Inaaminika kuwa IDPs hutoka kwenye vyanzo vya ucheshi 14 .Kwa hivyo, Ryugu inaweza kuwa na nyenzo kama comet na/au angalau mfumo wa jua wa nje.Hata hivyo, hii inaweza kuwa ngumu zaidi kuliko tunavyosema hapa kutokana na (1) mchanganyiko wa maji duara na D-tajiri kwenye mwili mzazi 31 na (2) uwiano wa D/H wa comet kama utendaji wa shughuli ya cometary 32 .Hata hivyo, sababu za kutofautiana kwa isotopu za hidrojeni na nitrojeni katika chembe za Ryugu hazieleweki kikamilifu, kwa kiasi fulani kutokana na idadi ndogo ya uchanganuzi unaopatikana leo.Matokeo ya mifumo ya isotopu ya hidrojeni na nitrojeni bado yanaongeza uwezekano kwamba Ryugu ina nyenzo nyingi kutoka nje ya Mfumo wa Jua na hivyo inaweza kuonyesha ufanano fulani na kometi.Wasifu wa Ryugu haukuonyesha uwiano wowote kati ya δ13C na δ15N (Jedwali la Ziada la 4).
Muundo wa jumla wa isotopiki wa H na N wa chembe za Ryugu (miduara nyekundu: A0002, A0037; miduara ya buluu: C0068) inahusiana na ukubwa wa jua 27, familia ya Jupiter mean (JFC27), na Nyota za wingu za Oort (OCC27), IDP28, na kondomu za kaboni.Ulinganisho wa meteorite 27 (CI, CM, CR, C2-ung).Muundo wa isotopiki umetolewa katika Jedwali la Ziada la 4. Mistari yenye vitone ni thamani za isotopu za dunia za H na N.
Usafirishaji wa vinyunyuzi (mfano viumbe hai na maji) hadi Duniani unasalia kuwa jambo gumu26,27,33.Submicron hai inayohusishwa na phyllosilicates coarse katika chembe za Ryugu zilizotambuliwa katika utafiti huu zinaweza kuwa chanzo muhimu cha tete.Maada ya kikaboni katika phyllosilicates yenye nafaka-chembe inalindwa vyema dhidi ya uharibifu16,34 na kuoza35 kuliko suala la kikaboni katika matrices yenye punje laini.Muundo mzito zaidi wa isotopiki wa hidrojeni katika chembe hizo unamaanisha kuwa haziwezekani kuwa chanzo pekee cha tetemeko zilizopelekwa kwenye Dunia ya mapema.Wanaweza kuchanganywa na vipengele vilivyo na muundo nyepesi wa isotopiki ya hidrojeni, kama ilivyopendekezwa hivi karibuni katika nadharia ya kuwepo kwa maji ya jua inayoendeshwa na upepo katika silicates.
Katika utafiti huu, tunaonyesha kwamba vimondo vya CI, licha ya umuhimu wao wa kijiokemia kama wawakilishi wa muundo wa jumla wa mfumo wa jua, 6,10 ni sampuli zilizoambukizwa duniani.Pia tunatoa ushahidi wa moja kwa moja wa mwingiliano kati ya viumbe hai vya alifatiki na madini ya hidrosi jirani na kupendekeza kwamba Ryugu inaweza kuwa na nyenzo za ziada za jua37.Matokeo ya utafiti huu yanaonyesha wazi umuhimu wa sampuli ya moja kwa moja ya protoasteroids na haja ya kusafirisha sampuli zilizorejeshwa chini ya hali ya ajizi na tasa.Ushahidi uliotolewa hapa unaonyesha kwamba chembe za Ryugu bila shaka ni mojawapo ya nyenzo zisizochafuliwa za mfumo wa jua zinazopatikana kwa ajili ya utafiti wa maabara, na utafiti zaidi wa sampuli hizi za thamani bila shaka utapanua uelewa wetu wa michakato ya mapema ya mfumo wa jua.Chembe za Ryugu ni uwakilishi bora wa muundo wa jumla wa mfumo wa jua.
Ili kubainisha muundo mdogo wa mikrofoni na sifa za kemikali za sampuli za mizani ndogo, tulitumia uchanganuzi wa kompyuta unaotegemea mionzi ya synchrotron (SR-XCT) na SR X-ray diffraction (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM.Hakuna uharibifu, uchafuzi wa mazingira kutokana na angahewa ya dunia, na hakuna uharibifu kutoka kwa chembe ndogo au sampuli za mitambo.Kwa wakati huu, tumefanya uchanganuzi wa ujazo wa utaratibu kwa kutumia hadubini ya elektroni ya kuchanganua (SEM)-EDS, EPMA, XRD, uchanganuzi wa kuwezesha nyutroni (INAA), na vifaa vya kuangaza isotopu ya oksijeni ya leza.Taratibu za upimaji zimeonyeshwa katika Kielelezo cha 3 cha Nyongeza na kila jaribio limefafanuliwa katika sehemu zifuatazo.
Chembe kutoka kwenye asteroid Ryugu zilipatikana kutoka kwa moduli ya kuingia tena ya Hayabusa-2 na kuwasilishwa kwa Kituo cha Udhibiti cha JAXA huko Sagamihara, Japani, bila kuchafua angahewa ya Dunia4.Baada ya sifa za awali na zisizoharibu katika kituo kinachodhibitiwa na JAXA, tumia vyombo vinavyozibika vya kuhamisha baina ya tovuti na mifuko ya sampuli ya kapsuli (kioo cha yakuti samawi kipenyo cha mm 10 au 15 na chuma cha pua, kutegemea saizi ya sampuli) ili kuepuka kuingiliwa na mazingira.mazingira.y na/au vichafuzi vya ardhini (km mvuke wa maji, hidrokaboni, gesi za angahewa na chembe laini) na uchafuzi wa mtambuka kati ya sampuli wakati wa utayarishaji wa sampuli na usafirishaji kati ya taasisi na vyuo vikuu38.Ili kuepuka uharibifu na uchafuzi wa mazingira kutokana na mwingiliano na angahewa ya dunia (mvuke wa maji na oksijeni), aina zote za maandalizi ya sampuli (ikiwa ni pamoja na kupasua kwa patasi ya tantalum, kwa kutumia saw sawia ya waya ya almasi (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) na maandalizi ya kukata epoxy kwa ajili ya ufungaji) yalifanywa katika kisanduku cha glove chini ya 60 ° C hadi 2 pp - 2 pp - 2 pp - 2 pp - 2 pp - 2 pp - 2 pp - 2 pp - 2 ° C. )Vitu vyote vinavyotumiwa hapa vinasafishwa kwa mchanganyiko wa maji ya ultrapure na ethanol kwa kutumia mawimbi ya ultrasonic ya masafa tofauti.
Hapa tunasoma mkusanyiko wa meteorite wa Taasisi ya Kitaifa ya Utafiti wa Polar (NIPR) ya Kituo cha Utafiti wa Meteorite ya Antarctic (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 na CY: Y 980115).
Kwa uhamisho kati ya zana za SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS na uchanganuzi wa TEM, tulitumia kishikilia sampuli ya ultrathin zima iliyoelezwa katika tafiti za awali38.
Uchambuzi wa SR-XCT wa sampuli za Ryugu ulifanyika kwa kutumia mfumo wa CT jumuishi wa BL20XU/SPring-8.Mfumo wa CT jumuishi una njia mbalimbali za kipimo: uwanja mpana wa mtazamo na hali ya chini ya azimio (WL) ili kukamata muundo mzima wa sampuli, uwanja mwembamba wa mtazamo na hali ya juu (NH) kwa kipimo sahihi cha eneo la sampuli.maslahi na radiografu ili kupata muundo wa diffraction wa kiasi cha sampuli, na kutekeleza XRD-CT ili kupata mchoro wa 2D wa awamu za madini za ndege kwenye sampuli.Kumbuka kuwa vipimo vyote vinaweza kufanywa bila kutumia mfumo uliojengewa ndani ili kuondoa kishikilia sampuli kwenye msingi, hivyo kuruhusu vipimo sahihi vya CT na XRD-CT.Kigunduzi cha X-ray cha hali ya WL (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) kilikuwa na kamera ya ziada ya pikseli 4608 × 4608 ya metali-oksidi-semiconductor (CMOS) ya pikseli 4608 (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) yenye scintillator yenye unene 10 wa lutetium 1 aluminiamu 1 na alumini moja ya alumini ya 10 kuweka lenzi.Ukubwa wa pikseli katika modi ya WL ni takriban 0.848 µm.Kwa hivyo, uwanja wa mtazamo (FOV) katika hali ya WL ni takriban 6 mm katika hali ya kukabiliana na CT.Kigunduzi cha X-ray cha hali ya NH (BM AA50; Hamamatsu Photonics) kilikuwa na scintillator ya gadolinium-aluminium-gallium nene ya 20 µm (Gd3Al2Ga3O12), kamera ya CMOS (C11440-22CU) yenye ubora wa 2048 × 2048;Hamamatsu Photonics) na lenzi ×20.Ukubwa wa pikseli katika modi ya NH ni ~0.25 µm na uga wa mwonekano ni ~0.5 mm.Kigunduzi cha modi ya XRD (BM AA60; Hamamatsu Photonics) kilikuwa na scintillator yenye skrini ya unga ya 50 µm nene P43 (Gd2O2S:Tb), kamera ya CMOS yenye ubora wa 2304 × 2304 (C15440-20UP lens) na Hamama Photonics.Kigunduzi kina saizi nzuri ya pikseli 19.05 µm na uga wa mwonekano wa 43.9 mm2.Ili kuongeza FOV, tulitumia utaratibu wa kukabiliana na CT katika hali ya WL.Taswira ya mwanga iliyosambazwa kwa ajili ya uundaji upya wa CT inajumuisha picha katika masafa ya 180° hadi 360° inayoakisiwa kwa mlalo kuzunguka mhimili wa mzunguko, na picha katika masafa ya 0° hadi 180°.
Katika hali ya XRD, boriti ya X-ray inalenga sahani ya eneo la Fresnel.Katika hali hii, detector imewekwa 110 mm nyuma ya sampuli na kuacha boriti ni 3 mm mbele ya detector.Picha za mgawanyiko katika safu ya 2θ kutoka 1.43 ° hadi 18.00 ° (lami ya wavu d = 16.6–1.32 Å) zilipatikana kwa eneo la X-ray likilenga sehemu ya chini ya uga wa kigunduzi.Sampuli husogea kiwima kwa vipindi vya kawaida, na zamu ya nusu kwa kila hatua ya utambazaji wima.Ikiwa chembe za madini zinakidhi hali ya Bragg wakati wa kuzungushwa na 180 °, inawezekana kupata diffraction ya chembe za madini katika ndege ya usawa.Kisha picha za mgawanyiko ziliunganishwa kuwa picha moja kwa kila hatua ya utambazaji wima.Masharti ya upimaji wa SR-XRD-CT ni karibu sawa na yale ya jaribio la SR-XRD.Katika hali ya XRD-CT, detector imewekwa 69 mm nyuma ya sampuli.Picha za mgawanyiko katika safu ya 2θ huanzia 1.2° hadi 17.68° (d = 19.73 hadi 1.35 Å), ambapo miale ya X-ray na kikomo cha boriti ziko sambamba na sehemu ya katikati ya sehemu ya kutazama ya kigunduzi.Changanua sampuli kwa mlalo na uzungushe sampuli 180°.Picha za SR-XRD-CT ziliundwa upya kwa ukali wa kilele wa madini kama thamani za pikseli.Kwa utambazaji wa mlalo, sampuli kwa kawaida huchanganuliwa kwa hatua 500-1000.
Kwa majaribio yote, nishati ya X-ray iliwekwa kwenye keV 30, kwa kuwa hii ni kikomo cha chini cha kupenya kwa X-ray kwenye meteorites yenye kipenyo cha karibu 6 mm.Idadi ya picha zilizopatikana kwa vipimo vyote vya CT wakati wa mzunguko wa 180° ilikuwa 1800 (3600 kwa mpango wa kukabiliana na CT), na muda wa kufichua kwa picha ulikuwa 100 ms kwa modi ya WL, ms 300 kwa modi ya NH, ms 500 kwa XRD, na ms 50 .ms kwa XRD-CT ms.Sampuli ya muda wa kuchanganua ni takriban dakika 10 katika hali ya WL, dakika 15 katika hali ya NH, saa 3 kwa XRD, na saa 8 kwa SR-XRD-CT.
Picha za CT ziliundwa upya kwa makadirio ya nyuma ya mabadiliko na kusawazishwa kwa mgawo wa upunguzaji wa mstari kutoka 0 hadi 80 cm-1.Programu ya Kipande ilitumiwa kuchanganua data ya 3D na programu ya muXRD ilitumiwa kuchanganua data ya XRD.
Chembe chembe za Ryugu zisizohamishika za epoxy (A0029, A0037, C0009, C0014 na C0068) ziling'arishwa hatua kwa hatua kwenye uso hadi kufikia kiwango cha filamu ya almasi ya 0.5 µm (3M) chini ya hali kavu, ili kuepuka nyenzo hiyo kugusana na uso wakati wa mchakato wa kung'arisha.Uso uliong'aa wa kila sampuli ulichunguzwa kwanza kwa hadubini nyepesi na kisha elektroni zilizotawanyika nyuma ili kupata picha za madini na unamu (BSE) za sampuli na vipengele vya ubora vya NIPR kwa kutumia JEOL JSM-7100F SEM iliyo na spectrometer ya kutawanya nishati (AZtec).nishati) picha.Kwa kila sampuli, maudhui ya vipengele vikuu na vidogo vilichanganuliwa kwa kutumia microanalyzer ya uchunguzi wa elektroni (EPMA, JEOL JXA-8200).Kuchambua chembe za phyllosilicate na carbonate kwa 5 nA, viwango vya asili na vya synthetic katika 15 keV, sulfidi, magnetite, olivine, na pyroxene katika 30 nA.Alama za modali zilikokotolewa kutoka kwa ramani za vipengele na picha za BSE kwa kutumia programu ya ImageJ 1.53 yenye viwango vinavyofaa vilivyowekwa kiholela kwa kila madini.
Uchambuzi wa isotopu ya oksijeni ulifanyika katika Chuo Kikuu Huria (Milton Keynes, Uingereza) kwa kutumia mfumo wa uangazaji wa leza ya infrared.Sampuli za Hayabusa2 ziliwasilishwa kwa Chuo Kikuu Huria 38 katika kontena zilizojazwa naitrojeni kwa ajili ya uhamisho kati ya vifaa.
Upakiaji wa sampuli ulifanywa katika kisanduku cha glavu za nitrojeni na kiwango cha oksijeni kinachofuatiliwa chini ya 0.1%.Kwa kazi ya uchanganuzi ya Hayabusa2, kishikilia sampuli mpya ya Ni kilibuniwa, kikijumuisha mashimo mawili tu ya sampuli (kipenyo cha milimita 2.5, kina cha mm 5), kimoja cha chembe za Hayabusa2 na kingine cha kiwango cha ndani cha obsidian.Wakati wa uchanganuzi, sampuli ya kisima chenye nyenzo ya Hayabusa2 ilifunikwa na dirisha la ndani la BaF2 takriban milimita 1 na kipenyo cha mm 3 ili kushikilia sampuli wakati wa athari ya leza.Mtiririko wa BrF5 kwa sampuli ulidumishwa na njia ya kuchanganya gesi iliyokatwa kwenye kishikilia sampuli ya Ni.Chumba cha sampuli pia kiliwekwa upya ili kiweze kuondolewa kutoka kwa laini ya utupu ya fluorine na kisha kufunguliwa katika kisanduku cha glavu kilichojaa nitrojeni.Chumba chenye vipande viwili kilifungwa kwa muhuri wa mgandamizo wa shaba na mnyororo wa CeFIX 38 wa EVAC wa Kutoa Haraka.Dirisha la BaF2 la mm 3 mm juu ya chumba huruhusu uchunguzi wa wakati mmoja wa sampuli na joto la laser.Baada ya kupakia sampuli, funga chumba tena na uunganishe tena kwenye mstari wa florini.Kabla ya uchanganuzi, chemba ya sampuli ilipashwa joto chini ya utupu hadi takriban 95°C usiku mmoja ili kuondoa unyevu wowote.Baada ya kupasha joto usiku kucha, chemba iliruhusiwa kupoa hadi joto la kawaida na kisha sehemu iliyoangaziwa kwenye angahewa wakati wa kuhamisha sampuli ilisafishwa kwa aliquots tatu za BrF5 ili kuondoa unyevu.Taratibu hizi huhakikisha kuwa sampuli ya Hayabusa 2 haijafichuliwa kwenye angahewa na haijachafuliwa na unyevu kutoka kwa sehemu ya laini ya florini ambayo hutolewa hewani wakati wa upakiaji wa sampuli.
Sampuli za chembe za Ryugu C0014-4 na Orgueil (CI) zilichanganuliwa katika hali ya "moja" iliyorekebishwa42, wakati uchambuzi wa Y-82162 (CY) ulifanywa kwenye trei moja yenye visima vingi vya sampuli41.Kutokana na muundo wao usio na maji, si lazima kutumia njia moja kwa chondrites za CY.Sampuli zilipashwa joto kwa kutumia leza ya infrared ya CO2 ya Photon Machines.nguvu ya 50 W (10.6 µm) iliyowekwa kwenye gantry ya XYZ mbele ya BrF5.Mfumo wa video uliojengewa ndani hufuatilia mwendo wa majibu.Baada ya florini, O2 iliyokombolewa ilisuguliwa kwa kutumia mitego miwili ya nitrojeni ya kilio na kitanda chenye joto cha KBr ili kuondoa florini yoyote ya ziada.Muundo wa isotopiki wa oksijeni iliyosafishwa ulichanganuliwa kwenye spectrometa ya wingi ya chaneli mbili za Thermo Fisher MAT 253 na azimio kubwa la takriban 200.
Katika baadhi ya matukio, kiasi cha O2 ya gesi iliyotolewa wakati wa majibu ya sampuli ilikuwa chini ya 140 µg, ambayo ni kikomo cha takriban cha kutumia kifaa cha mvuto kwenye spectrometer ya molekuli ya MAT 253.Katika kesi hizi, tumia microvolumes kwa uchambuzi.Baada ya kuchanganua chembechembe za Hayabusa2, kiwango cha ndani cha obsidia kiliongezwa florini na muundo wake wa isotopu ya oksijeni ulibainishwa.
Ioni za kipande cha NF+ NF3+ huingilia kati boriti na wingi 33 (16O17O).Ili kuondoa tatizo hili linalowezekana, sampuli nyingi zinasindika kwa kutumia taratibu za kujitenga kwa cryogenic.Hili linaweza kufanywa kwa mwelekeo wa mbele kabla ya uchanganuzi wa MAT 253 au kama uchanganuzi wa pili kwa kurudisha gesi iliyochambuliwa kwenye ungo maalum wa molekuli na kuipitisha tena baada ya utengano wa cryogenic.Utenganisho wa kiriojeniki huhusisha kusambaza gesi kwenye ungo wa molekuli kwa halijoto ya nitrojeni ya kioevu na kisha kuitoa kwenye ungo msingi wa molekuli kwa joto la -130°C.Upimaji wa kina umeonyesha kuwa NF+ inabakia kwenye ungo wa kwanza wa molekuli na hakuna sehemu kubwa inayotokea kwa kutumia njia hii.
Kulingana na uchanganuzi unaorudiwa wa viwango vyetu vya ndani vya obsidian, usahihi wa jumla wa mfumo katika hali ya mvuto ni: ±0.053‰ kwa δ17O, ±0.095‰ kwa δ18O, ±0.018‰ kwa Δ17O (2 sd).Uchambuzi wa isotopu ya oksijeni hutolewa katika nukuu ya kawaida ya delta, ambapo delta18O inakokotolewa kama:
Pia tumia uwiano wa 17O/16O kwa δ17O.VSMOW ni kiwango cha kimataifa cha Vienna Mean Sea Water Standard.Δ17O inawakilisha mkengeuko kutoka kwa mstari wa sehemu ya dunia, na fomula ya hesabu ni: Δ17O = δ17O - 0.52 × δ18O.Data zote zilizowasilishwa katika Jedwali la 3 la Nyongeza zimerekebishwa.
Sehemu zenye unene wa nm 150 hadi 200 zilitolewa kutoka kwa chembechembe za Ryugu kwa kutumia zana ya Hitachi High Tech SMI4050 FIB katika JAMSTEC, Taasisi ya Sampuli ya Kochi Core.Kumbuka kuwa sehemu zote za FIB zilipatikana kutoka kwa vipande ambavyo havijachakatwa vya chembe ambazo hazijachakatwa baada ya kuondolewa kutoka kwa vyombo vya N2 vilivyojaa gesi kwa uhamishaji wa kitu kimoja.Vipande hivi havikupimwa na SR-CT, lakini vilichakatwa kwa kufichuliwa kidogo na angahewa ya dunia ili kuepuka uharibifu na uchafu unaoweza kuathiri wigo wa makali ya kaboni K.Baada ya kuwekwa kwa safu ya kinga ya tungsten, eneo la kupendeza (hadi 25 × 25 μm2) lilikatwa na kupunguzwa na boriti ya ion ya Ga + kwa kasi ya voltage ya 30 kV, kisha kwa 5 kV na sasa ya uchunguzi wa 40 pA ili kupunguza uharibifu wa uso.Kisha sehemu za ultrathin ziliwekwa kwenye mesh ya shaba iliyopanuliwa (Mesh ya Kochi) 39 kwa kutumia micromanipulator iliyo na FIB.
Pelletti za Ryugu A0098 (1.6303mg) na C0068 (0.6483mg) zilifungwa mara mbili katika karatasi za poliethilini zenye usafi wa hali ya juu katika kisanduku cha glavu kilichojaa nitrojeni kwenye SPring-8 bila mwingiliano wowote na angahewa ya dunia.Maandalizi ya sampuli ya JB-1 (mwamba wa kumbukumbu ya kijiolojia iliyotolewa na Utafiti wa Jiolojia wa Japani) yalifanywa katika Chuo Kikuu cha Tokyo Metropolitan.
INAA inafanyika katika Taasisi ya Mionzi Jumuishi na Sayansi ya Nyuklia, Chuo Kikuu cha Kyoto.Sampuli ziliwashwa mara mbili kwa mizunguko tofauti ya mnururisho iliyochaguliwa kulingana na nusu ya maisha ya nuklidi inayotumika kwa ujazo wa vipengele.Kwanza, sampuli iliwashwa kwenye bomba la mnururisho wa nyumatiki kwa sekunde 30.Fluxes ya neutroni za joto na za haraka kwenye mtini.3 ni 4.6 × 1012 na 9.6 × 1011 cm-2 s-1, kwa mtiririko huo, kwa kuamua yaliyomo ya Mg, Al, Ca, Ti, V na Mn.Kemikali kama vile MgO (asilimia 99.99 ya usafi, Kemikali ya Soekawa), Al (asilimia 99.9 ya usafi, Kemikali ya Soekawa), na chuma cha Si (usafi wa 99.999%, FUJIFILM Wako Kemikali Safi) pia ziliangaziwa ili kusahihisha kwa kuingilia athari za nyuklia kama vile (n, n).Sampuli pia iliwashwa na kloridi ya sodiamu (usafi wa 99.99%; MANAC) ili kurekebisha mabadiliko katika flux ya neutroni.
Baada ya mionzi ya neutroni, karatasi ya nje ya polyethilini ilibadilishwa na mpya, na mionzi ya gamma iliyotolewa na sampuli na kumbukumbu ilipimwa mara moja na detector ya Ge.Sampuli zile zile ziliwashwa tena kwa saa 4 kwenye bomba la mnururisho wa nyumatiki.2 ina fluxes ya nyutroni ya joto na ya haraka ya 5.6 1012 na 1.2 1012 cm-2 s-1, kwa mtiririko huo, kwa ajili ya kuamua Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir na Au.Sampuli za kudhibiti za Ga, As, Se, Sb, Os, Ir, na Au ziliwashwa kwa kutumia kiasi kinachofaa (kutoka 10 hadi 50 μg) cha miyeyusho ya kawaida ya viwango vinavyojulikana vya vipengele hivi kwenye vipande viwili vya karatasi ya chujio, ikifuatiwa na mwaliko wa sampuli.Hesabu ya miale ya gamma ilifanywa katika Taasisi ya Mionzi Jumuishi na Sayansi ya Nyuklia, Chuo Kikuu cha Kyoto na Kituo cha Utafiti cha RI, Chuo Kikuu cha Tokyo Metropolitan.Taratibu za uchanganuzi na nyenzo za marejeleo kwa uamuzi wa kiasi wa vipengele vya INAA ni sawa na zile zilizoelezwa katika kazi yetu ya awali.
Diffractometer ya X-ray (Rigaku SmartLab) ilitumika kukusanya ruwaza za mchepuko wa sampuli za Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) na C0087 (<1 mg) katika NIPR. Diffractometer ya X-ray (Rigaku SmartLab) ilitumika kukusanya ruwaza za mchepuko wa sampuli za Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) na C0087 (<1 mg) katika NIPR. Рентгеновский дифрактометр (Rigaku SmartLab) использовали для сбора дифракционных картин образцов NIGUGU A0029 (<1 мг), A0037 (≥70m1) na 1 мг. Diffractometer ya X-ray (Rigaku SmartLab) ilitumika kukusanya ruwaza za mchepuko za Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg), na C0087 (<1 mg) sampuli katika 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) 的衍射图案.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) 的衍射图案. Дифрактограммы образцов Ryugu A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) na C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использованием рентгеноврактор рентгеновгений рентгеновый в NIPR. Mifumo ya utengano wa eksirei ya sampuli za Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) na C0087 (<1 mg) zilipatikana katika NIPR kwa kutumia kipima sauti cha X-ray (Rigaku SmartLab).Sampuli zote zilisagwa na kuwa unga laini kwenye kaki ya silikoni isiyoakisi kwa kutumia sahani ya glasi ya yakuti na kisha kusambazwa sawasawa kwenye kaki ya silikoni isiyoakisi bila kioevu chochote (maji au pombe).Masharti ya kipimo ni kama ifuatavyo: Mionzi ya X-ray ya Cu Kα huzalishwa kwa voltage ya tube ya kV 40 na sasa ya tube ya 40 mA, urefu wa kikwazo cha kupasua ni 10 mm, angle ya mgawanyiko ni (1/6) °, kasi ya mzunguko wa ndani ya ndege ni 20 rpm, na safu ni 2θ (0 0 hadi 3 angle ya Bra-1) ° 0 hadi 3.Optics ya Bragg Brentano ilitumiwa.Kigunduzi ni kigunduzi cha semiconductor ya silicon chenye mwelekeo mmoja (D/teX Ultra 250).X-rays ya Cu Kβ ilitolewa kwa kutumia Ni chujio.Kwa kutumia sampuli zilizopo, vipimo vya saponite ya magnesian sanisi (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentine (leaf serpentine, Miyazu, Nikka) na pyrrhotite (monoclinic 4C, Chihua, Mexico Watts) vililinganishwa ili kutambua kilele na data ya data ya matumizi ya data ya kimataifa ya data ya PDF1. 071-1662) na magnetite (PDF 00-019-0629).Data ya mtengano kutoka kwa Ryugu pia ililinganishwa na data kuhusu chondrite za kaboni za hidroaltered, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4, na Y 980115 CY (hatua ya joto ya III, 500-750 ° C).Ulinganisho ulionyesha kufanana na Orgueil, lakini sio na Y-791198 na Y 980115.
Mwonekano wa NEXAFS wenye ukingo wa kaboni K wa sehemu za ultrathin za sampuli zilizotengenezwa kutoka kwa FIB zilipimwa kwa kutumia chaneli ya STXM BL4U katika kituo cha ulandanishi cha UVSOR katika Taasisi ya Sayansi ya Molekuli (Okazaki, Japani).Ukubwa wa doa wa boriti inayozingatia macho na sahani ya eneo la Fresnel ni takriban 50 nm.Hatua ya nishati ni 0.1 eV kwa muundo mzuri wa eneo la karibu la ukingo (283.6-292.0 eV) na 0.5 eV (280.0-283.5 eV na 292.5-300.0 eV) kwa kanda mbele na nyuma.muda wa kila pikseli ya picha umewekwa kuwa 2 ms.Baada ya uhamishaji, chumba cha uchanganuzi cha STXM kilijazwa heliamu kwa shinikizo la takriban 20 mbar.Hii husaidia kupunguza mteremko wa joto wa kifaa cha macho cha X-ray kwenye chemba na kishikilia sampuli, na pia kupunguza uharibifu wa sampuli na/au uoksidishaji.Mwonekano wa kaboni wa NEXAFS K-edge ulitolewa kutoka kwa data iliyopangwa kwa kutumia programu ya aXis2000 na programu ya uchakataji data ya STXM.Kumbuka kuwa kisanduku cha uhamishaji sampuli na kisanduku cha glovu hutumika kuzuia uoksidishaji na uchafuzi wa sampuli.
Kufuatia uchanganuzi wa STXM-NEXAFS, muundo wa isotopiki wa hidrojeni, kaboni, na nitrojeni wa vipande vya Ryugu FIB ulichambuliwa kwa kutumia picha ya isotopu na JAMSTEC NanoSIMS 50L.Boriti ya msingi ya Cs+ yenye takriban 2 pA ya uchanganuzi wa isotopu ya kaboni na nitrojeni na takriban 13 pA kwa uchanganuzi wa isotopu ya hidrojeni hupunguzwa katika eneo la takriban 24 × 24 µm2 hadi 30 × 30 µm2 kwenye sampuli.Baada ya unyunyiziaji wa mapema wa dakika 3 kwenye mkondo wa boriti ya msingi yenye nguvu kiasi, kila uchanganuzi ulianzishwa baada ya uimarishaji wa nguvu ya pili ya boriti.Kwa uchanganuzi wa isotopu za kaboni na nitrojeni, picha za 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– na 12C15N– zilipatikana kwa wakati mmoja kwa kutumia ugunduzi wa kizidishio cha elektroni saba na azimio la wingi wa takriban 9000, ambalo linatosha kutenganisha misombo yote muhimu ya isotopiki.kuingiliwa (yaani 12C1H kwenye 13C na 13C14N kwenye 12C15N).Kwa uchanganuzi wa isotopu za hidrojeni, picha za 1H-, 2D- na 12C- zilipatikana kwa azimio kubwa la takriban 3000 na ugunduzi mwingi kwa kutumia vizidishio vitatu vya elektroni.Kila uchanganuzi una picha 30 zilizochanganuliwa za eneo moja, na picha moja inayojumuisha pikseli 256 × 256 kwa uchanganuzi wa isotopu ya kaboni na nitrojeni na pikseli 128 × 128 kwa uchanganuzi wa isotopu ya hidrojeni.Muda wa kuchelewa ni µs 3000 kwa pikseli kwa uchanganuzi wa isotopu ya kaboni na nitrojeni na µs 5000 kwa pikseli kwa uchanganuzi wa isotopu ya hidrojeni.Tumetumia 1-hydroxybenzotriazole hidrati kama viwango vya hidrojeni, kaboni na isotopu ya nitrojeni ili kurekebisha ugawaji wa wingi wa ala45.
Kuamua muundo wa isotopiki ya silicon ya grafiti ya presolar katika wasifu wa FIB C0068-25, tulitumia vizidishi sita vya elektroni na azimio la wingi la takriban 9000. Picha zinajumuisha pikseli 256 × 256 na muda wa kuchelewa wa 3000 µs kwa pikseli.Tulirekebisha kifaa cha kugawanya kwa wingi kwa kutumia kaki za silicon kama viwango vya hidrojeni, kaboni na isotopu ya silicon.
Picha za isotopu zilichakatwa kwa kutumia programu ya upigaji picha ya NanoSIMS45 ya NASA.Data ilisahihishwa kwa muda uliokufa wa kizidishi cha elektroni (ns 44) na athari za kuwasili kwa wakati mmoja.Mipangilio tofauti ya skanisho kwa kila picha ili kusahihisha kwa usomaji wa picha wakati wa upataji.Picha ya mwisho ya isotopu huundwa kwa kuongeza ioni za pili kutoka kwa kila picha kwa kila pikseli ya skanisho.
Baada ya uchambuzi wa STXM-NEXAFS na NanoSIMS, sehemu zile zile za FIB zilichunguzwa kwa kutumia darubini ya elektroni ya upitishaji (JEOL JEM-ARM200F) kwa mdundo wa kasi wa 200 kV huko Kochi, JAMSTEC.Muundo mdogo ulionekana kwa kutumia TEM ya uga-angavu na TEM ya kuchanganua yenye pembe ya juu katika sehemu yenye giza.Awamu za madini zilitambuliwa kwa mtengano wa elektroni na upigaji picha wa bendi ya kimiani, na uchanganuzi wa kemikali ulifanywa na EDS kwa kigunduzi cha silicon cha 100 mm2 na programu ya Kituo cha Uchambuzi cha JEOL 4.30.Kwa uchanganuzi wa kiasi, ukubwa wa tabia ya X-ray kwa kila kipengele ulipimwa katika hali ya skanning ya TEM na muda usiobadilika wa upataji wa data wa sekunde 30, eneo la kuchanganua boriti ~ 100 × 100 nm2, na mkondo wa boriti wa 50 pA.Uwiano (Si + Al)-Mg-Fe katika silicates zilizopangwa iliamuliwa kwa kutumia mgawo wa majaribio k, uliosahihishwa kwa unene, uliopatikana kutoka kwa kiwango cha pyropagarnet ya asili.
Picha na uchanganuzi zote zilizotumika katika utafiti huu zinapatikana kwenye Mfumo wa Kuhifadhi Data na Mawasiliano wa JAXA (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2.Nakala hii inatoa data asili.
Kitari, K. et al.Muundo wa uso wa asteroid 162173 Ryugu kama inavyozingatiwa na chombo cha Hayabusa2 NIRS3.Sayansi 364, 272-275.
Kim, AJ Yamato-aina ya chondrite za kaboni (CY): analogi za uso wa asteroid ya Ryugu?Jiokemia 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. et al.Uchambuzi wa kwanza wa utunzi wa sampuli za Ryugu ulifanyika kwa kutumia darubini ya haipaspectral ya MicroOmega.Taifa Astron.6, 221–225 (2021).
Yada, T. et al.Uchambuzi wa awali wa sampuli ya Hyabusa2 iliyorejeshwa kutoka kwa Ryugu ya asteroid ya aina ya C.Taifa Astron.6, 214–220 (2021).