Nature.com saýtyna gireniňiz üçin sag boluň. Ulanýan brauzeriňiziň wersiýasynda CSS goldawy çäkli. Iň gowy tejribe üçin täzelenen brauzer ulanmagyňyzy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gatnaşyklyk Režimini öçüriň). Şol bir wagtyň özünde, yzygiderli goldawy üpjün etmek üçin saýty stillersiz we JavaScript-siz görkezeris.
Uçujy we organiki maddalara baý bolan C görnüşli asteroidler Ýer ýüzündäki suwuň esasy çeşmeleriniň biri bolup biler. Häzirki wagtda uglerodly hondritler olaryň himiki düzümi barada iň gowy düşünje berýär, ýöne meteoritler baradaky maglumatlar bozulýar: diňe iň çydamly görnüşleri atmosfera girip, soňra Ýeriň daşky gurşawy bilen özara täsirleşip, diri galýarlar. Bu ýerde biz Hayabusa-2 kosmos gämisi tarapyndan Ýere getirilen esasy Ryugu bölejiginiň jikme-jik göwrümli we mikroanalitik gözleginiň netijelerini hödürleýäris. Ryugu bölejigleri himiki taýdan fraksiýalanmaýan, ýöne suw bilen üýtgedilen CI (Iwuna görnüşli) hondritlere düzümde ýakyn gabat gelýär, olar Gün ulgamynyň umumy düzüminiň görkezijisi hökmünde giňden ulanylýar. Bu nusga baý alifatik organiki maddalar bilen gatlakly silikatlaryň arasyndaky çylşyrymly giňişlik gatnaşygy görkezýär we suw eroziýasynda iň ýokary temperaturanyň takmynan 30 °C bolandygyny görkezýär. Biz gün giňişliginden daşary gelip çykyşly deýteriýiň we diazoniniň köp mukdaryny tapdyk. Ryugu bölejigleri öwrenilen iň hapalanmaýan we aýrylmaz daşary ýurt materialydyr we Gün ulgamynyň umumy düzümine iň gowy gabat gelýär.
2018-nji ýylyň iýun aýyndan 2019-njy ýylyň noýabr aýyna çenli Ýaponiýanyň Aerokosmos barlag agentliginiň (JAXA) Hayabusa2 kosmos gämisi Rýugu asteroidiniň uzakdan giňişleýin gözlegini geçirdi. Hayabusa-2-däki Ýakyn Infragyzyl Spektrometrden (NIRS3) alnan maglumatlar Rýugunyň termal we/ýa-da şok-metamorfik uglerodly hondritlere meňzeş materialdan ybarat bolmagynyň mümkindigini görkezýär. Iň ýakyn gabat gelýäni CY hondrit (Yamato görnüşi) 2. Rýugunyň pes albedosy köp sanly ugleroda baý komponentleriň bolmagy, şeýle hem bölejikleriň ululygy, gözenekliligi we giňişlikdäki howa täsirleri bilen düşündirilip bilner. Hayabusa-2 kosmos gämisi Rýugada iki gezek gonuş we nusga toplamak amala aşyrdy. 2019-njy ýylyň 21-nji fewralynda ilkinji gonuş wagtynda yzyna gaýdýan kapsulanyň A bölüminde saklanan ýerüsti material alyndy we 2019-njy ýylyň 11-nji iýulynda ikinji gonuş wagtynda kiçi göçme zarba urujy tarapyndan emele getirilen emeli krateriň golaýynda material ýygnaldy. Bu nusgalar C bölüminde saklanýar. JAXA tarapyndan dolandyrylýan desgalardaky ýörite, hapalanmadyk we arassa azot bilen doldurylan kameralarda 1-nji tapgyrdaky bölejikleriň ilkinji weýran ediji däl häsiýetnamasy Ryugu bölejikleriniň CI4 hondritlerine iň meňzeşdigini we "dürli üýtgeşiklik derejelerini" görkezýändigini görkezdi3. Ryugunyň CY ýa-da CI hondritlerine meňzeş gapma-garşylykly klassifikasiýasyny diňe Ryugu bölejikleriniň jikme-jik izotopiki, elementar we mineralogiki häsiýetnamasy arkaly çözüp bolýar. Bu ýerde görkezilen netijeler Ryugu asteroidiniň umumy düzümi üçin bu iki deslapky düşündirişiň haýsysynyň has ähtimaldygyny kesgitlemek üçin berk esas döredýär.
Koçi toparyny dolandyrmak üçin 2-nji tapgyra sekiz sany Rýugu granulasy (jemi takmynan 60 mg), A kamerasyndan dört sany we C kamerasyndan dört sany, bellenildi. Bu barlagyň esasy maksady Rýugu asteroidiniň tebigatyny, gelip çykyşyny we ewolýusiýa taryhyny aýdyňlaşdyrmak, şeýle hem hondritler, planetaara tozan bölejikleri (IDP) we gaýdyp gelýän kometalar ýaly beýleki belli bolan ýerüsti nusgalar bilen meňzeşlikleri we tapawutlary dokumentleşdirmekdir. Nusgalar NASA-nyň “Stardust” missiýasy tarapyndan ýygnalan.
Bäş sany Rýugu dänesiniň (A0029, A0037, C0009, C0014 we C0068) jikme-jik mineralogiki analizi olaryň esasan inçe we iri däneli fillosilikatlardan (~64–88 göwrüm; 1a, b surat, Goşmaça 1-nji surat) we goşmaça 1-nji tablisadan ybaratdygyny görkezdi. Ir däneli fillosilikatlar inçe däneli, fillosilikata baý matrisalarda (ölçegi birnäçe mikrondan az) pinnat agregatlary hökmünde ýüze çykýar. Gatlakly silikat bölejikleri serpentin-saponit simbiontlarydyr (1c surat). (Si + Al)-Mg-Fe kartasy şeýle hem köpçülikleýin gatlakly silikat matrisasynyň serpentin bilen saponit arasyndaky aralyk düzüme eýedigini görkezýär (2a, b surat). Filosilikat matrisasynda karbonat minerallary (~2–21 göwrüm), sulfid minerallary (~2.4–5.5 göwrüm) we magnetit (~3.6–6.8 göwrüm) bar. Bu gözlegde (C0009) barlanan bölejikleriň birinde az mukdarda (~0.5 göwrüm) suwsuz silikatlar (oliwin we piroksen) bardy, bu bolsa çig Ryugu daşyny emele getiren çeşme materialyny anyklamaga kömek edip biler5. Bu suwsuz silikat Ryugu granulalarynda seýrek duş gelýär we diňe C0009 granulasynda oňyn kesgitlendi. Karbonatlar matrisada bölekler (birnäçe ýüz mikrondan az), esasan dolomit, az mukdarda kalsiý karbonaty we brinell bilen bar. Magnetit aýry-aýry bölejikler, framboidler, plitalar ýa-da sferiki agregatlar görnüşinde ýüze çykýar. Sulfidler esasan pirrotit bilen nädogry altyburçluk prizmalar/plastinkalar ýa-da latlar görnüşinde görkezilýär. Matrisada köp mukdarda submikron pentlandit ýa-da pirrotit bilen utgaşykda bar. Uglerodly fazalar (<10 µm ölçegli) fillosilikata baý matrisada hemme ýerde duş gelýär. Uglerodly fazalar (<10 µm ölçegli) fillosilikata baý matrisada hemme ýerde duş gelýär. Богтыты углеродом фазы (размером <10 мкм) встречаются повсеместно в бояой ф фососиликатами матрице? Uglerodly fazalar (<10 µm ölçegli) fillosilikata baý matrisada hemme ýerde duş gelýär.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。 Богтыты углеродом фазы (размером <10 мкм) преобладают в боякой ф фососиликатами матрице. Filosilikata baý matrisada ugleroda baý fazalar (<10 µm ölçegli) agdyklyk edýär.Beýleki kömekçi minerallar 1-nji Goşmaça Tablisada görkezilen. C0087 we A0029 hem-de A0037 garyndysynyň rentgen difraksiýa nusgasyndan kesgitlenen minerallaryň sanawy CI (Orgueil) hondritinde kesgitlenen bilen örän gabat gelýär, ýöne CY we CM (Mighei görnüşli) hondritlerinden düýpli tapawutlanýar (1-nji surat giňeldilen maglumatlar we 2-nji goşmaça surat bilen). Ryugu dänejikleriniň (A0098, C0068) umumy element mukdary hem 6-njy hondrit CI bilen gabat gelýär (2-nji surat we 2-nji goşmaça tablisa). Tersine, CM hondritleri ortaça we ýokary derejede uçujy elementlerde, esasanam Mn we Zn-de azalýar, ot çydamly elementlerde bolsa has ýokary bolýar7. Käbir elementleriň konsentrasiýalary örän tapawutlanýar, bu bolsa aýratyn bölejikleriň kiçi ölçegleri we netijede nusga almakda üýtgeşiklik sebäpli nusganyň özboluşly heterojenliginiň şöhlelenmesi bolup biler. Petrologiki, mineralogiki we elementar häsiýetnamalaryň hemmesi Ryugu dänejikleriniň CI8,9,10 hondritlerine örän meňzeşdigini görkezýär. Ryugu dänejiklerinde ferrihidritiň we sulfatyň ýoklugy belli bir kadadan çykma bolup, CI hondritlerindäki bu minerallaryň ýerüsti howa täsirleri netijesinde emele gelendigini görkezýär.
a, Mg Kα (gyzyl), Ca Kα (ýaşyl), Fe Kα (gök) we S Kα (sary) gurak jylaňlanan kesiminiň C0068 kompozit rentgen suraty. Fraksiýa gatlakly silikatlardan (gyzyl: ~88 göwrüm), karbonatlardan (dolomit; açyk ýaşyl: ~1.6 göwrüm), magnetitden (gök: ~5.3 göwrüm%) we sulfidlerden (sary: ​​sulfid = ~2.5% göwrüm esse) ybarat. b, a. Bru – ýetişmedik; Dole – dolomit; FeS demir sulfidi; Mag – magnetit; şire – sabyn daşy; Srp – serpentin. c, degişlilikde 0.7 nm we 1.1 nm serpentin we saponit tor zolaklaryny görkezýän tipik saponit-serpentin özara ösüşiniň ýokary çözgütli geçirijilikli elektron mikroskopiýasynyň (TEM) suraty.
Ryugu A0037 (berk gyzyl tegelekler) we C0068 (berk gök tegelekler) bölejikleriniň matrisasynyň we gatlakly silikatyň düzümi (%) (Si+Al)-Mg-Fe üçlük ulgamynda görkezilýär. a, Elektron Zond Mikroanaliziniň (EPMA) netijeleri deňeşdirmek üçin çal reňkde görkezilen CI hondritlerine (Ivuna, Orgueil, Alais)16 garşy çyzgy edildi. b, Orgueil9 we Murchison46 meteoritleri we gidratlanan IDP47 bilen deňeşdirmek üçin görkezilen Skanirleýji TEM (STEM) we energiýa dispersiýa rentgen spektroskopiýasy (EDS) analizi. Demir sulfidiň kiçi bölejiklerinden gaça durmak bilen inçe we iri däneli filosilikatlar analiz edildi. a we b-däki nokatly çyzyklar saponitiň we serpentiniň ereme çyzyklaryny görkezýär. a-daky demire baý düzüm gatlakly silikat dänejikleriniň içinde submikron demir sulfid dänejiklerine bagly bolup biler, muny EPMA analiziniň giňişlik çözgüdi bilen aradan aýryp bolmaýar. b-däki saponitden has ýokary Si mukdary bolan maglumat nokatlary, fillosilikat gatlagynyň aralyklarynda nano ölçegli amorf kremniý baý materialyň bolmagy sebäpli ýüze çykyp biler. Analizleriň sany: A0037 üçin N=69, EPMA üçin N=68, C0068 üçin N=68, A0037 üçin N=19 we STEM-EDS üçin C0068 üçin N=27. c, trioksi bölejigi Ryugu C0014-4-iň izotop kartasy CI (Orgueil), CY (Y-82162) we edebiýat maglumatlary (CM we C2-ung)41,48,49 bilen deňeşdirilende. Biz Orgueil we Y-82162 meteoritleri üçin maglumatlary aldyk. CCAM suwsuz uglerodly hondrit minerallarynyň liniýasydyr, TFL bolsa gury ýeri bölýän liniýadyr. d, Ryugu bölejigi C0014-4, CI hondrit (Orgueil) we CY hondrit (Y-82162)-niň Δ17O we δ18O kartalary (bu gözleg). Δ17O_Ryugu: Δ17O C0014-1-iň bahasy. Δ17O_Orgueil: Orgueil üçin ortaça Δ17O bahasy. Δ17O_Y-82162: Y-82162 üçin ortaça Δ17O bahasy. Deňeşdirme üçin edebiýat 41, 48, 49-dan CI we CY maglumatlary hem görkezilýär.
Kislorodyň massa izotop analizi lazer fluorinasiýa arkaly granulaly C0014-den çykarylan 1,83 mg material nusgasynda geçirildi (Usullar). Deňeşdirmek üçin, biz Orgueil (CI)-iň ýedi nusgasyny (umumy massa = 8,96 mg) we Y-82162 (CY)-iň ýedi nusgasyny (umumy massa = 5,11 mg) ulandyk (Goşmaça 3-nji tablisa).
2d-nji suratda Orgueil we Ryugu-nyň ortaça agram bölejikleriniň arasynda Y-82162 bilen deňeşdirilende Δ17O we δ18O-nyň aýdyň bölünişi görkezilýär. Ryugu C0014-4 bölejiginiň Δ17O-sy, 2 sd-de gabat gelmegine garamazdan, Orgeil bölejiginiňkiden ýokarydyr. Ryugu bölejikleriniň Orgeil bilen deňeşdirilende Δ17O gymmatlyklary ýokarydyr, bu bolsa 1864-nji ýylda ýykylandan bäri onuň ýerüsti hapalanmagyny görkezip biler. Ýerüsti gurşawda11 howanyň üýtgemegi hökman atmosfera kislorodynyň goşulmagyna getirýär we umumy seljermäni ýerüsti fraksiýa çyzygyna (TFL) ýakynlaşdyrýar. Bu netije Ryugu dänejiklerinde gidratlar ýa-da sulfatlar ýokdugy, Orgeil bolsa bardygy baradaky mineralogiki maglumatlara (öň ara alnyp maslahatlaşylan) laýyk gelýär.
Ýokardaky mineralogiki maglumatlara esaslanyp, bu netijeler Rýugu dänejikleri bilen CI hondritleriniň arasyndaky baglanyşygy goldaýar, ýöne CY hondritleriniň baglanyşygyny aradan aýyrýar. Rýugu dänejikleriniň suwsuzlanma mineralogiýasynyň aýdyň alamatlaryny görkezýän CY hondritleri bilen baglanyşykly däldigi geň galdyryjydyr. Rýugunyň orbital gözegçilikleri onuň suwsuzlanmadan geçendigini we şonuň üçin CY materialyndan ybarat bolmagynyň mümkindigini görkezýär. Bu görünýän tapawudyň sebäpleri belli däl bolmagynda galýar. Beýleki Rýugu bölejikleriniň kislorod izotop analizi 12-nji makalada görkezilýär. Şeýle-de bolsa, bu giňeldilen maglumat toplumynyň netijeleri Rýugu bölejikleri bilen CI hondritleriniň arasyndaky baglanyşygy hem görkezýär.
Koordinirlenen mikroanaliz usullaryny ulanyp (Goşmaça 3-nji surat), biz organiki uglerodyň fokuslanan ion şöhlesiniň (FIB) C0068.25 tutuş ýüz meýdanynda giňişlik paýlanyşyny öwrendik (3a–f suratlar). C0068.25 bölüminiň ýakyn gyrasyndaky uglerodyň inçe gurluşly rentgen siňdiriş spektrleri (NEXAFS) birnäçe funksional toparlary görkezýär - aromatik ýa-da C=C (285.2 eV), C=O (286.5 eV), CH (287.5 eV) we C( =O)O (288.8 eV) - grafen gurluşy 291.7 eV-de ýok (3a surat), bu bolsa termal üýtgeşmäniň pes derejesini aňladýar. C0068.25-iň bölekleýin organiki maddalarynyň güýçli CH piki (287.5 eV) öň öwrenilen uglerodly hondritleriň eremeýän organiki maddalaryndan tapawutlanýar we Stardust missiýasy tarapyndan alnan IDP14 we kometa bölejiklerine has meňzeşdir. 287,5 eV-de güýçli CH pik we 285,2 eV-de örän gowşak aromatik ýa-da C=C pik organiki birleşmeleriň alifatik birleşmelere baýdygyny görkezýär (3a-njy surat we Goşmaça 3a-njy surat). Alifatik organiki birleşmelere baý ýerler iri däneli fillosilikatlarda, şeýle hem aromatik (ýa-da C=C) uglerod gurluşy pes bolan ýerlerde ýerleşýär (3c, d-njy surat). Tersine, A0037,22 (Goşmaça 3-nji surat) alifatik ugleroda baý sebitleriň az mukdaryny bölekleýin görkezdi. Bu däneleriň esasy mineralogiýasy karbonatlara baý, hondrit CI 16-a meňzeş, bu bolsa çeşme suwunyň giň üýtgeşmesini görkezýär (Goşmaça 1-nji tablisa). Oksidlenme şertleri karbonatlar bilen baglanyşykly organiki birleşmelerde karbonil we karboksil funksional toparlarynyň ýokary konsentrasiýalaryna ýardam eder. Alifatik uglerod gurluşly organiki maddalaryň submikron paýlanyşy iri däneli gatlakly silikatlaryň paýlanyşyndan düýpgöter tapawutlanyp biler. Tagiş kölüniň meteoritinde fillosilikat-OH bilen baglanyşykly alifatik organiki birleşmeleriň alamatlary tapyldy. Utgaşdyrylan mikroanalitik maglumatlar alifatik birleşmelere baý organiki maddalaryň C görnüşli asteroidlerde giňden ýaýran bolmagynyň we fillosilikatlar bilen ýakyn baglanyşykly bolmagynyň mümkindigini görkezýär. Bu netije, ýakyn infragyzyl giperspektral mikroskop bolan MicroOmega tarapyndan görkezilen Ryugu bölejiklerinde alifatik/aromatik CH-ler baradaky öňki habarlara laýyk gelýär. Bu gözlegde syn edilen iri däneli fillosilikatlar bilen baglanyşykly alifatik ugleroda baý organiki birleşmeleriň özboluşly häsiýetleriniň diňe Ryugu asteroidinde tapylyp-tapylmaýandygy möhüm we çözülmedik soragdyr.
a, aromatik (C=C) baý sebitde (gyzyl), alifatik baý sebitde (ýaşyl) we matrisada (gök) 292 eV-e çenli normallaşdyrylan NEXAFS uglerod spektrleri. Çal çyzyk deňeşdirmek üçin Murchison 13 eremeýän organiki spektrdir. au, arbitraž birligi. b, Uglerod K-gyrasynyň skanirleýji geçirijilik rentgen mikroskopiýasynyň (STXM) spektral şekili, kesimiň uglerodyň agdyklyk edýändigini görkezýär. c, Aromatik (C=C) baý sebitleri (gyzyl), alifatik baý sebitleri (ýaşyl) we matrisa (gök) bolan RGB kompozit grafik. d, Alifatik birleşmelere baý organiki maddalar iri däneli fillosilikatda jemlenen, meýdan b we c-däki ak nokatly gutulardan ulaldylan. e, b we c-däki ak nokatly gutudan ulaldylan sebitde uly nanosferalar (ng-1). Üçin: pirrotin. Pn: nikel-hromit. f, Nanoölçegli Ikinji Ion Mass Spektrometriýasy (NanoSIMS), Wodorod (1H), Uglerod (12C) we Azot (12C14N) elementleriniň suratlary, 12C/1H element gatnaşygynyň suratlary we δD, δ13C we δ15N izotoplarynyň özara suratlary – PG-1 bölümi: 13C-iň örän baýlaşdyrylan presolar grafiti (Goşmaça 4-nji tablisa).
Murchison meteoritlerinde organiki maddalaryň dargamagynyň kinetik barlaglary Ryugu dänejiklerine baý alifatik organiki maddalaryň dürli paýlanyşy barada möhüm maglumatlary berip biler. Bu barlag organiki maddalardaky alifatik CH baglanyşyklarynyň ene tarapda takmynan 30°C iň ýokary temperatura çenli dowam edýändigini we/ýa-da wagt-temperatura gatnaşyklary bilen üýtgeýändigini görkezýär (meselem, 100°C-da 200 ýyl we 100 million ýyl 0°C). Eger prekursor belli bir temperaturada belli bir wagtdan köp gyzdyrylmasa, fillosilikata baý alifatik organiki maddalaryň asyl paýlanyşy saklanyp galyp biler. Şeýle-de bolsa, çeşme gaýa suwunyň üýtgemegi bu düşündirişi kynlaşdyryp biler, sebäbi karbonata baý A0037 fillosilikatlar bilen baglanyşykly ugleroda baý alifatik sebitleri görkezmeýär. Bu pes temperatura üýtgemesi takmynan Ryugu dänejiklerinde kubik feldispatyň bardygyna gabat gelýär (Goşmaça 1-nji tablisa) 20.
C0068.25 fraksiýasy (ng-1; 3a–c,e suratlary) C(=O)O we C=O-nyň ýokary aromatik (ýa-da C=C), orta alifatik we gowşak spektrlerini görkezýän uly nanosferany öz içine alýar. Alifatik uglerodyň alamaty köp mukdarda eremeýän organiki maddalaryň we hondritler bilen baglanyşykly organiki nanosferalaryň alamatyna gabat gelmeýär (3a surat) 17,21. Tagyş kölündäki nanosferalaryň Raman we infragyzyl spektroskopik analizi olaryň alifatik we oksidlenen organiki birleşmelerden we çylşyrymly gurluşly tertipsiz polisiklik aromatik organiki birleşmelerden ybaratdygyny görkezdi22,23. Daş-töweregindäki matrisa alifatik birleşmelere baý organiki maddalary öz içine alýandygy sebäpli, ng-1-däki alifatik uglerodyň alamaty analitiki artefakt bolup biler. Gyzykly tarapy, ng-1 içine goýlan amorf silikatlary öz içine alýar (3e surat), bu tekstura heniz hiç bir daşarky organiki maddalar üçin habar berilmedi. Amorf silikatlar ng-1-iň tebigy bölekleri bolup biler ýa-da analiz wagtynda ion we/ýa-da elektron şöhlesi bilen suwly/suwsuz silikatlaryň amorflaşdyrylmagy netijesinde emele gelip biler.
C0068.25 bölüminiň NanoSIMS ion suratlary (3f-nji surat) δ13C we δ15N-de deň üýtgeşmeleri görkezýär, diňe 30,811‰ uly 13C baýlaşdyrylan presolar dänejiklerinden başga (3f-nji suratdaky δ13C suratyndaky PG-1) (Goşmaça tablisa 4). Rentgen elementar dänejik suratlary we ýokary çözgütli TEM suratlary diňe uglerod konsentrasiýasyny we grafite laýyk gelýän 0.3 nm bazal tekizlikleriň arasyndaky aralygy görkezýär. Iri däneli filosilikatlar bilen baglanyşykly alifatik organiki maddalar bilen baýlaşdyrylan δD (841 ± 394‰) we δ15N (169 ± 95‰) gymmatlyklarynyň tutuş C sebiti üçin ortaça görkezijiden birneme ýokary bolmagy bellärliklidir (δD = 528 ± 139‰). ‰, δ15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25-de (Goşmaça 4-nji tablisa). Bu gözegçilik iri däneli fillosilikatlardaky alifatik baý organiki maddalaryň töweregindäki organiki maddalardan has ibtidai bolup biljekdigini görkezýär, sebäbi ikinjisi asyl jisimde töweregindäki suw bilen izotop alyş-çalşygy başdan geçiren bolmagy mümkin. Başgaça aýdylanda, bu izotopiki üýtgeşmeler başlangyç emele gelme prosesi bilen hem baglanyşykly bolup biler. CI hondritlerindäki inçe däneli gatlakly silikatlaryň asyl iri däneli suwsuz silikat klasterleriniň üznüksiz üýtgemegi netijesinde emele gelendigi düşündirilýär. Alifatik baý organiki maddalar Gün ulgamynyň emele gelmeginden öň protoplanetar diskdäki ýa-da ýyldyzara gurşawdaky öňki molekulalardan emele gelip, soňra Rýugu (uly) ene jisiminiň suw üýtgeşmeleri wagtynda biraz üýtgedilip bilner. Rýugunyň ululygy (<1.0 km) suwly minerallary emele getirmek üçin içki ýylylygy ýeterlik derejede saklamak üçin gaty kiçi25. Rýugunyň ululygy (<1.0 km) suwly minerallary emele getirmek üçin suwuň üýtgemegi üçin ýeterlik içki ýylylygy saklamak üçin gaty kiçi25. Размер (<1,0 км) Рюгу слишком мал, чы поддерживать достаточное внутреннее тепло для водного изменения с оборованием водных минералов25. Ölçegi (<1.0 km) Rýugu suwuň mineral maddalaryny emele getirmek üçin ýeterlik içki ýylylygy saklamak üçin gaty kiçi25. Rýugu 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。 Rýugu 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, чы поддерживать внутреннее тепло для изменения воды с оборованием водных минералов25. Rýugunyň ululygy (<1.0 km) suwuň mineral maddalaryny emele getirmek üçin içki ýylylygy saklamak üçin gaty kiçi25.Şonuň üçin, Rýugu öňki nusgalarynyň onlarça kilometr ölçegi gerek bolup biler. Alifatik birleşmelere baý organiki maddalar iri däneli fillosilikatlar bilen baglanyşyklylygy sebäpli asyl izotop gatnaşyklaryny saklap bilerler. Şeýle-de bolsa, izotop agyr daşaýjylaryň takyk tebigaty bu FIB fraksiýalaryndaky dürli komponentleriň çylşyrymly we inçe garyndysy sebäpli näbelli bolmagynda galýar. Bular Rýugu granulalaryndaky alifatik birleşmelere baý organiki maddalar ýa-da olary gurşap alýan iri fillosilikatlar bolup biler. CM Paris 24, 26 meteoritlerinden başga, ähli uglerodly hondritlerdäki (CI hondritleri bilen birlikde) organiki maddalaryň fillosilikatlardakydan has baý D-e eýe bolýandygyny belläň.
A0002.23 we A0002.26, A0037.22 we A0037.23 hem-de C0068.23, C0068.25 we C0068.26 FIB bölekleri üçin alnan FIB bölekleriniň δD we δ15N göwrüm grafikleri (üç Ryugu bölejiklerinden jemi ýedi FIB bölegi). NanoSIMS-iň Gün ulgamynyň beýleki obýektleri bilen deňeşdirilmegi 4-nji suratda (Goşmaça tablisa 4)27,28 görkezilen. A0002, A0037 we C0068 profillerinde δD we δ15N göwrüm üýtgemeleri IDP-däki üýtgeşmeler bilen gabat gelýär, ýöne CM we CI hondritlerinden ýokary (4-nji surat). 29 kometa nusgasy üçin δD gymmatlyklarynyň diapazonynyň (-240-dan 1655‰-e çenli) Ryugudakydan ulydygyny belläň. Rýuku profilleriniň δD we δ15N möçberleri, adatça, Ýupiter maşgalasynyň we Oort bulutynyň kometalary üçin ortaça möçberden kiçi (4-nji surat). CI hondritleriniň pes δD gymmatlyklary bu nusgalardaky ýerüsti hapalanmanyň täsirini görkezip biler. Bells, Lake Tagish we IDP arasyndaky meňzeşlikleri göz öňünde tutup, Rýugu bölejiklerinde δD we δN gymmatlyklarynyň uly heterojenligi irki Gün ulgamyndaky organiki we suwly düzümleriň başlangyç izotop alamatlaryndaky üýtgeşmeleri görkezip biler. Rýugu we IDP bölejiklerinde δD we δN-däki meňzeş izotop üýtgeşmeleri ikisiniň hem bir çeşmeden alnan materialdan emele gelen bolmagynyň mümkindigini görkezýär. IDP-leriň kometa çeşmelerinden gelip çykandygyna ynanylýar 14. Şonuň üçin Rýugu kometa meňzeş materialy we/ýa-da iň bolmanda daşarky Gün ulgamyny öz içine alyp biler. Şeýle-de bolsa, bu biziň şu ýerde aýdýanymyzdan has kyn bolup biler, sebäbi (1) ene bedende sferulik we D-baý suwuň garyndysy 31 we (2) kometanyň D/H gatnaşygy kometa işjeňliginiň funksiýasy 32. Şeýle-de bolsa, Ryugu bölejiklerinde wodorod we azot izotoplarynyň synlanan heterojenliginiň sebäpleri doly düşünilip bilinmeýär, munuň sebäbi şu günki gün elýeterli analizleriň sanynyň çäkli bolmagy bilen baglanyşyklydyr. Wodorod we azot izotop ulgamlarynyň netijeleri Ryugunyň materiallaryň köpüsini Gün sistemasynyň daşyndan öz içine alýandygyny we şonuň üçin kometlere käbir meňzeşlikleri görkezip biljekdigini görkezýär. Ryugu profili δ13C we δ15N arasynda görünýän arabaglanyşyk görkezmedi (Goşmaça tablisa 4).
Rýugu bölejikleriniň umumy H we N izotop düzümi (gyzyl tegelekler: A0002, A0037; gök tegelekler: C0068) Gün ululygy 27, Ýupiteriň ortaça maşgalasy (JFC27) we Oort bulut kometalary (OCC27), IDP28 we uglerodly hondrulalar bilen baglanyşyklydyr. Meteorit 27-niň deňeşdirilmegi (CI, CM, CR, C2-ung). Izotop düzümi 4-nji goşmaça tablisada berilýär. Nokatly çyzyklar H we N üçin ýerüsti izotop gymmatlyklarydyr.
Uçujy maddalaryň (meselem, organiki maddalar we suw) Ýere daşalmagy alada döredýän mesele bolmagynda galýar26,27,33. Bu gözlegde anyklanan Rýugu bölejiklerinde iri fillosilikatlar bilen baglanyşykly submikron organiki maddalar uçujy maddalaryň möhüm çeşmesi bolup biler. Ir däneli fillosilikatlardaky organiki maddalar inçe däneli matrisalardaky organiki maddalara garanyňda dargamakdan16,34 we çüýremekden35 has gowy goralýar. Bölejiklerdäki wodorodyň has agyr izotop düzümi, olaryň irki Ýere daşalýan uçujy maddalaryň ýeke-täk çeşmesi bolmagynyň mümkin däldigini aňladýar. Silikatlarda gün şemaly bilen hereket edýän suwuň bardygy baradaky gipotezada ýakynda öňe sürülşi ýaly, olar has ýeňil wodorod izotop düzümi bolan komponentler bilen garyşdyrylyp bilner.
Bu gözlegde biz CI meteoritleriniň, Gün ulgamynyň umumy düzüminiň wekilleri hökmünde geohimiki ähmiýetine garamazdan,6,10 ýerüsti hapalanan nusgalardygyny görkezýäris. Şeýle hem, baý alifatik organiki maddalar bilen goňşy suwly minerallaryň arasyndaky özara täsirleriň göni subutnamalaryny getirýäris we Rýugunyň güneşden daşary materialy öz içine almagynyň mümkindigini çaklaýarys37. Bu gözlegiň netijeleri protoasteroidleriň göni nusgalarynyň alynmagynyň möhümdigini we gaýtarylan nusgalary doly inert we steril şertlerde daşamagyň zerurdygyny aýdyň görkezýär. Bu ýerde görkezilen subutnamalar Rýugu bölejikleriniň şübhesiz laboratoriýa barlaglary üçin elýeterli iň hapalanmadyk Gün ulgamynyň materiallarynyň biridigini görkezýär we bu gymmatly nusgalary mundan beýläk öwrenmek, şübhesiz, Gün ulgamynyň irki prosesleri baradaky düşünjämizi giňelder. Rýugu bölejikleri Gün ulgamynyň umumy düzüminiň iň gowy beýanydyr.
Mikron ölçegli nusgalaryň çylşyrymly mikrostrukturyny we himiki häsiýetlerini kesgitlemek üçin biz sinhrotron şöhlelenme esasly kompýuter tomografiýasyny (SR-XCT) we SR rentgen difraksiýasyny (XRD)-KT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM analizini ulandyk. Ýer atmosferasy sebäpli zaýalanma, hapalanma we ownuk bölejiklerden ýa-da mehaniki nusgalardan zyýan ýok. Şol bir wagtyň özünde, biz skanerleýji elektron mikroskopiýasyny (SEM)-EDS, EPMA, XRD, instrumental neýtron aktiwleşdiriş analizini (INAA) we lazer kislorod izotopyny flýorlaşdyrma enjamlaryny ulanyp, ulgamlaýyn göwrüm analizini geçirdik. Synag amallary Goşmaça 3-nji suratda görkezilen we her bir analiz aşakdaky bölümlerde beýan edilýär.
Rýugu asteroidinden galan bölejikler Haýabusa-2 gaýtadan giriş modulyndan alyndy we Ýeriň atmosferasyny hapalamazdan Ýaponiýanyň Sagamihara şäherindäki JAXA dolandyryş merkezine eltildi4. JAXA tarapyndan dolandyrylýan desgada ilkinji we zyýansyz häsiýetnamalardan soň, daşky gurşawyň täsirinden we/ýa-da ýer hapalanmalaryndan (meselem, suw bugy, uglewodorodlar, atmosfera gazlary we ownuk bölejikler) we nusga taýýarlamak we institutlar bilen uniwersitetleriň arasynda daşamak wagtynda nusgalaryň arasyndaky özara hapalanmadan gaça durmak üçin möhürlenýän ýerara geçiriji gaplary we nusga kapsula haltalaryny (nusganyň ululygyna baglylykda 10 ýa-da 15 mm diametrli sapfir kristaly we poslamaýan polat) ulanyň38. Ýer atmosferasy (suw bugy we kislorod) bilen özara täsirleşmek sebäpli zaýalanmagyň we hapalanmagyň öňüni almak üçin, nusga taýýarlamak işleriniň ähli görnüşleri (tantal kesiji bilen döwülmegi, deňagramly almaz simli arra (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) ulanyp we epoksi kesmegi) gurnamaga taýýarlamak bilen birlikde) ellik gutusynda arassa we gurak N2 (şeg nokady: -80-den -60 °C-a çenli, O2 ~50-100 ppm) astynda geçirildi. Bu ýerde ulanylýan ähli zatlar dürli ýygylykdaky ultrases tolkunlaryny ulanyp, ultra arassa suw we etanol bilen arassalanýar.
Bu ýerde biz Antarktika Meteorit Barlag Merkeziniň Milli Polýar Barlag Institutynyň (NIPR) meteorit kolleksiýasyny öwrenýäris (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 we CY: Y 980115).
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS we TEM analizleri üçin gurallaryň arasynda geçiş üçin, biz öňki barlaglarda beýan edilen universal ultrainçe nusga saklaýjyny ulandyk38.
Ryugu nusgalarynyň SR-XCT analizi BL20XU/SPring-8 integrasiýa edilen KT ulgamy arkaly geçirildi. Integrasiýa edilen KT ulgamy dürli ölçeg usullaryndan ybarat: nusganyň tutuş gurluşyny tutmak üçin giň görüş meýdany we pes çözgütli (WL) režimi, nusganyň meýdanyny takyk ölçemek üçin dar görüş meýdany we ýokary çözgütli (NH) režimi. nusganyň göwrüminiň difraksiýa nusgasyny almak üçin gyzyklanma we rentgenografiýa, şeýle hem nusgadaky gorizontal tekizlik mineral fazalarynyň 2D diagrammasyny almak üçin XRD-KT ýerine ýetirilýär. Ähli ölçegleriň nusga saklaýjyny esasdan aýyrmak üçin gurlan ulgamy ulanmazdan ýerine ýetirilip bilinjekdigini we KT we XRD-KT ölçegleriniň takyklygyna mümkinçilik berýändigini belläň. WL režimli rentgen detektory (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) goşmaça 4608 × 4608 pikselli metal-oksid-ýarymgeçiriji (CMOS) kamera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) bilen enjamlaşdyryldy, ol 10 lutetiý alýumin granat monokristal galyňlygyndaky µm (Lu3Al5O12:Ce) we rele linzasyndan ybarat sintillýator bilen üpjün edildi. WL režiminde piksel ölçegi takmynan 0,848 µm. Şeýlelik bilen, WL režiminde görüş meýdany (FOV) ofset KT režiminde takmynan 6 mm-dir. NH re modeimli rentgen detektory (BM AA50; Hamamatsu Photonics) 20 µm galyňlykdaky gadolinium-alýumin-gallium granat (Gd3Al2Ga3O12) sintilýatory, 2048 × 2048 piksel çözgütli CMOS kamera (C11440-22CU; Hamamatsu Photonics) we ×20 linza bilen enjamlaşdyryldy. NH re modeiminde piksel ölçegi ~0,25 µm we görüş meýdany ~0,5 mm. XRD re modeimli detektor (BM AA60; Hamamatsu Photonics) 50 µm galyňlykdaky P43 (Gd2O2S:Tb) poroşok ekranyndan, 2304 × 2304 piksel çözgütli CMOS kameradan (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) we rele linzasyndan ybarat sintilýator bilen enjamlaşdyryldy. Detektoryň netijeli piksel ölçegi 19,05 µm we görüş meýdany 43,9 mm2. FOV-y artdyrmak üçin, biz WL re modeiminde ofset KT prosedurasyny ulandyk. KT-niň täzeden gurulmagy üçin geçirilýän ýagtylyk şekili aýlanma okunyň töwereginde gorizontal şöhlelenen 180° - 360° aralygyndaky şekilden we 0° - 180° aralygyndaky şekilden ybarat.
Rentgen şöhlesi Fresnel zona plastinkasy bilen fokuslanýar. Bu re imde detektor nusganyň 110 mm yzynda, şöhle togtadyjy bolsa detektordan 3 mm öňde ýerleşýär. 2θ aralygyndaky difraksiýa suratlary 1,43° -dan 18,00° -a çenli (gözenek aralygy d = 16,6–1,32 Å) rentgen nokady detektoryň görüş meýdanynyň aşagyna fokuslanyp alnypdyr. Nusga her dik skanirleme ädimi üçin ýarym aýlaw bilen dikligine yzygiderli hereket edýär. Eger mineral bölejikler 180° aýlananda Bragg şertini kanagatlandyrsa, gorizontal tekizlikde mineral bölejikleriň difraksiýasyny almak mümkin. Soňra difraksiýa suratlary her dik skanirleme ädimi üçin bir surata birleşdirildi. SR-XRD-CT synag şertleri SR-XRD synag şertleri bilen diýen ýaly birmeňzeşdir. XRD-CT režiminde detektor nusganyň 69 mm yzynda ýerleşýär. 2θ aralygyndaky difraksiýa suratlary 1,2° -dan 17,68° -a çenli (d = 19,73 -dan 1,35 Å -a çenli) üýtgeýär, bu ýerde rentgen şöhlesi we şöhle çäklendiriji detektoryň görüş meýdanynyň merkezi bilen bir çyzykda ýerleşýär. Nusgany gorizontal ýagdaýda skanirläň we nusgasyny 180° öwüriň. SR-XRD-CT suratlary piksel gymmatlyklary hökmünde iň ýokary mineral intensiwlikleri bilen täzeden guruldy. Gorizontal skanirleme bilen nusga adatça 500–1000 ädimde skanirlenýär.
Ähli tejribeler üçin rentgen energiýasy 30 keV-de kesgitlendi, sebäbi bu diametri takmynan 6 mm bolan meteoritlere rentgen şöhlesiniň aralaşmagynyň aşaky çägidir. 180° aýlanma wagtynda ähli KT ölçegleri üçin alnan suratlaryň sany 1800 (ofset KT maksatnamasy üçin 3600) boldy we suratlaryň ekspozisiýa wagty WL režimi üçin 100 ms, NH režimi üçin 300 ms, XRD üçin 500 ms we XRD-CT ms üçin 50 ms ms boldy. Adaty nusga skanirleme wagty WL režiminde takmynan 10 minut, NH režiminde 15 minut, XRD üçin 3 sagat we SR-XRD-CT üçin 8 sagat.
KT suratlary konwolusiýal arka proýeksiýa arkaly täzeden guruldy we 0-dan 80 sm-1-e çenli çyzykly gowşama koeffisiýenti üçin normallaşdyryldy. 3D maglumatlary seljermek üçin Slice programma üpjünçiligi, rentgen maglumatlaryny seljermek üçin bolsa muXRD programma üpjünçiligi ulanyldy.
Epoksi bilen berkidilen Ryugu bölejikleri (A0029, A0037, C0009, C0014 we C0068) gurak şertlerde ýüzde 0,5 µm (3M) almaz örtük plýonkasynyň derejesine çenli ýuwaş-ýuwaşdan jylaňlandy we jylaňlama prosesinde materialyň ýüz bilen degmeginiň öňüni alyndy. Her bir nusganyň jylaňlanan ýüzi ilki ýagtylyk mikroskopiýasy arkaly barlandy, soňra energiýa dispersiýa spektrometri (AZtec) suraty bilen enjamlaşdyrylan JEOL JSM-7100F SEM ulanyp nusgalaryň we hil taýdan NIPR elementleriniň mineralogiýa we tekstura şekillerini (BSE) almak üçin yzyna saçylan elektronlar ulanyldy. Her bir nusga üçin esasy we kiçi elementleriň mazmuny elektron zond mikroanalizatory (EPMA, JEOL JXA-8200) arkaly seljerildi. Filosilikat we karbonat bölejiklerini 5 nA-da, tebigy we sintetiki standartlary 15 keV-de, sulfidleri, magnetiti, oliwin we pirokseni 30 nA-da seljeriň. Modal derejeler element kartalaryndan we BSE suratlaryndan ImageJ 1.53 programma üpjünçiligini ulanyp, her bir mineral üçin degişli bosagalar bilen hasaplandy.
Kislorod izotopynyň analizi Açyk Uniwersitetde (Milton Keýns, Beýik Britaniýa) infragyzyl lazer flýuorlaşdyrma ulgamy ulanylyp geçirildi. Hayabusa2 nusgalary desgalar arasynda geçirmek üçin azot bilen doldurylan gaplarda Açyk Uniwersitet 38-e eltildi.
Nusga ýüklemek azotly ellik gutusynda, gözegçilik edilýän kislorod derejesi 0,1%-den aşak bolan ýagdaýda ýerine ýetirildi. Hayabusa2 analitiki işleri üçin, diňe iki nusga deşiginden (diametri 2,5 mm, çuňlugy 5 mm) ybarat bolan täze Ni nusga saklaýjysy ýasaldy, biri Hayabusa2 bölejikleri üçin, beýlekisi bolsa obsidian içki standarty üçin. Analiz wagtynda, Hayabusa2 materialyny öz içine alýan nusga guýusy lazer reaksiýasy wagtynda nusgany saklamak üçin takmynan 1 mm galyňlykda we 3 mm diametrde içki BaF2 penjiresi bilen örtüldi. Nusga BrF5 akymy Ni nusga saklaýjysynda kesilen gaz garyşdyryjy kanal arkaly saklandy. Nusga kamerasy hem wakuum fluorlaşdyrma liniýasyndan aýrylyp, soňra azot bilen doldurylan ellik gutusynda açylyp bilinjek ýaly täzeden konfigurirlendi. Iki bölekli kamera mis gabykly gysyş möhüri we EVAC Quick Release CeFIX 38 zynjyrly gysgyç bilen möhürlendi. Kameranyň ýokarsyndaky 3 mm galyňlykda BaF2 penjiresi nusgany bir wagtda synlamaga we lazer bilen gyzdyrmaga mümkinçilik berýär. Nusga ýüklenenden soň, kamerany ýene gysyň we fluorlaşdyrylan liniýa gaýtadan birikdiriň. Analizden öň, adsorbsiýa edilen çyglylygy aýyrmak üçin nusga kamerasy gijäniň dowamynda wakuum astynda takmynan 95°C çenli gyzdyryldy. Gijäniň dowamynda gyzdyrylandan soň, kameranyň otagyň temperaturasyna çenli sowamagyna rugsat berildi we soňra nusganyň geçirilmegi wagtynda atmosfera açyk bölegi çyglylygy aýyrmak üçin üç alikwota BrF5 bilen arassalanyldy. Bu amallar Hayabusa 2 nusgasynyň atmosfera açyk bolmazlygyny we nusga ýüklenýän wagtynda atmosfera çykýan ftorlanan liniýanyň böleginden çyglylyk bilen hapalanmazlygyny üpjün edýär.
Ryugu C0014-4 we Orgueil (CI) bölejikleriniň nusgalary üýtgedilen "ýeke" režimde seljerildi42, Y-82162 (CY) analiz bolsa birnäçe nusga guýulary bolan ýekeje tabagada geçirildi41. Suwsuz düzümi sebäpli, CY hondritleri üçin ýekeje usuly ulanmak hökman däl. Nusgalar BrF5-iň gatnaşmagynda XYZ portalyna oturdylan 50 W (10,6 µm) kuwwatly Photon Machines Inc. infragyzyl CO2 lazeri arkaly gyzdyryldy. Içerki wideo ulgamy reaksiýanyň gidişini gözegçilikde saklaýar. Flýuorlamadan soň, bölünip çykan O2 artykmaç flýuori aýyrmak üçin iki kriogen azot duzagy we gyzdyrylan KBr gatlagy arkaly arassalanyldy. Arassalanan kislorodyň izotop düzümi takmynan 200 massa çözgüdi bilen Thermo Fisher MAT 253 iki kanally massa spektrometrinde seljerildi.
Käbir ýagdaýlarda, nusganyň reaksiýasy wagtynda bölünip çykan gaz görnüşli O2-niň mukdary 140 µg-den az boldy, bu bolsa MAT 253 massa spektrometrinde körük enjamyny ulanmagyň takmynan çägidir. Bu ýagdaýlarda analiz üçin mikrogöwrümler ulanylýar. Hayabusa2 bölejikleri analiz edilenden soň, obsidian içki standarty ftorlandy we onuň kislorod izotop düzümi kesgitlenildi.
NF+ NF3+ böleginiň ionlary 33 massaly (16O17O) şöhle bilen päsgelçilik döredýär. Bu mümkin bolan meseläni aradan aýyrmak üçin nusgalaryň köpüsi kriogen bölmek usullaryny ulanyp işlenýär. Muny MAT 253 analizinden öň öňe tarap ýa-da analizlenen gazy ýörite molekulýar eleke gaýtaryp, kriogen bölmekden soň gaýtadan geçirmek arkaly ikinji analiz hökmünde amala aşyrmak mümkin. Kriogen bölmek gazy molekulýar eleke suwuk azot temperaturasynda bermegi we soňra ony -130°C temperaturada esasy molekulýar eleke goýbermegi öz içine alýar. Giňişleýin synaglar NF+-iň birinji molekulýar elekde galýandygyny we bu usuly ulanmak arkaly möhüm fraksiýalaşmanyň bolmaýandygyny görkezdi.
Içki obsidian standartlarymyzyň gaýtalanýan seljermelerine esaslanyp, ulgamyň silfon režiminde umumy takyklygy: δ17O üçin ±0.053‰, δ18O üçin ±0.095‰, Δ17O üçin ±0.018‰ (2 sd). Kislorod izotopynyň seljermesi standart delta belgilemesinde berilýär, bu ýerde delta18O aşakdaky ýaly hasaplanýar:
Şeýle hem δ17O üçin 17O/16O gatnaşygyny ulanyň. VSMOW Wena Ortaça Deňiz Suw Standarty üçin halkara standartdyr. Δ17O ýeriň fraksiýa çyzygyndan çykylyşy görkezýär we hasaplama formulasy: Δ17O = δ17O – 0.52 × δ18O. Goşmaça 3-nji tablisada görkezilen ähli maglumatlar aralyklara görä düzedildi.
Koçi ýadro nusgalaryny almak institutynyň JAMSTEC-de Hitachi High Tech SMI4050 FIB enjamy arkaly Ryugu bölejiklerinden takmynan 150-200 nm galyňlykdaky bölekler çykaryldy. Ähli FIB bölekleriniň N2 gaz bilen doldurylan gaplardan obýektara geçirmek üçin aýrylandan soň işlenmedik bölejikleriň işlenmedik böleklerinden alnandygyny belläň. Bu bölekler SR-CT arkaly ölçenmedi, ýöne uglerodyň K-gyrasynyň spektrine täsir edip biljek mümkin bolan zyýanyň we hapalanmanyň öňüni almak üçin ýer atmosferasyna minimal täsir bilen işlendi. Volfram gorag gatlagy çökdürilenden soň, gyzyklanma sebiti (25 × 25 μm2 çenli) kesildi we 30 kV tizlenýän naprýaženiýede Ga+ ion şöhlesi bilen, soňra 5 kV-da we ýüz zeperini azaltmak üçin 40 pA zond togy bilen inçeldildi. Soňra örän inçe bölekler FIB bilen enjamlaşdyrylan mikromanipulýator arkaly ulaldylan mis toruna (Kochi toruna) 39 ýerleşdirildi.
Ryugu A0098 (1.6303mg) we C0068 (0.6483mg) granulalary, Ýeriň atmosferasy bilen hiç hili täsirleşmezden, SPring-8-de arassa azot bilen doldurylan ellik gutusynda arassa ýokary arassa polietilen listlerine iki gezek möhürlendi. JB-1 (Ýaponiýanyň Geologiýa Gözlegleri tarapyndan berlen geologiki salgylanma gaýasy) üçin nusga taýýarlamak işi Tokio Metropoliten Uniwersitetinde geçirildi.
INAA Kioto uniwersitetiniň Integrasiýalaşdyrylan Radiasiýa we Ýadro Ylymlary Institutynda geçirilýär. Nusgalar elementleriň mukdaryny kesgitlemek üçin ulanylýan nuklidiň ýarym ömrüne laýyklykda saýlanan dürli şöhlelenme siklleri bilen iki gezek şöhlelendirildi. Ilki bilen, nusga pnewmatik şöhlelendirme turbasynda 30 sekuntlap ​​şöhlelendirildi. 3-nji suratdaky termal we çalt neýtronlaryň akymlary Mg, Al, Ca, Ti, V we Mn-iň mazmunyny kesgitlemek üçin degişlilikde 4,6 × 1012 we 9,6 × 1011 sm-2 s-1. MgO (99,99% arassalyk, Soekawa Chemical), Al (99,9% arassalyk, Soekawa Chemical) we Si metaly (99,999% arassalyk, FUJIFILM Wako Pure Chemical) ýaly himiki maddalar hem (n, n) ýaly päsgel berýän ýadro reaksiýalaryny düzetmek üçin şöhlelendirildi. Neýtron akymyndaky üýtgeşmeleri düzetmek üçin nusga natriý hlorid (99.99% arassalyk; MANAC) bilen hem şöhlelendirildi.
Neýtron şöhlelendirmeden soň, daşky polietilen list täzesi bilen çalşyryldy we nusga we salgylanma tarapyndan çykarylan gamma şöhlelenme derrew Ge detektory bilen ölçeldi. Şol bir nusgalar pnewmatik şöhlelendirme turbasynda 4 sagatlap gaýtadan şöhlelendirildi. 2-nji nusgada Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Se, Sb, Os, Ir we Au kesgitlemek üçin degişlilikde 5.6 · 1012 we 1.2 · 1012 sm-2 s-1 termal we çalt neýtron akymlary bar. Ga, As, Se, Sb, Os, Ir we Au gözegçilik nusgalary iki bölek filtr kagyzyna bu elementleriň belli konsentrasiýalarynyň standart erginleriniň degişli mukdaryny (10-dan 50 μg-a çenli) ulanmak arkaly şöhlelendirildi, soňra nusgalar şöhlelendirildi. Gamma şöhleleriniň sany Kioto uniwersitetiniň Integrasiýalaşdyrylan Radiasiýa we Ýadro Ylymlary Institutynda we Tokio Metropoliten uniwersitetiniň RI ylmy-barlag merkezinde geçirildi. INAA elementleriniň mukdaryny kesgitlemek üçin analitiki amallar we salgylanma materiallary öňki işimizde beýan edilenler bilen birmeňzeşdir.
NIPR-de Ryugu nusgalarynyň A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) we C0087 (<1 mg) difraksiýa nagyşlaryny ýygnamak üçin rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) ulanyldy. NIPR-de Ryugu nusgalarynyň A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) we C0087 (<1 mg) difraksiýa nagyşlaryny ýygnamak üçin rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) ulanyldy. Рентгеновский ди матоматомер (Ригаку СмартЛаб) использовали для сбора ди өлкәционных каринин оцов Рюгу A0029 (<1 мг), A0037 (≪1 мг) и C0087 (<1 мг) в NIPR. NIPR-de Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) we C0087 (<1 mg) nusgalarynyň difraksiýa nagyşlaryny ýygnamak üçin rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) ulanyldy.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。 Дюф чигограмми обрыцов Рюгу A0029 (<1 мг), A0037 (<1 мг) и C0087 (<1 мг) были получены в NIPR с использованием рентгеновского диаметететра (Rigaku SmartLab). Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) we C0087 (<1 mg) nusgalarynyň rentgen difraksiýa nagyşlary NIPR-de rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) arkaly alyndy.Ähli nusgalar sapfir aýna plastinkasy arkaly kremniý şöhlelendirmeýän plastinkanyň üstünde inçe poroşok görnüşinde üweldi we soňra hiç hili suwuklyk (suw ýa-da spirt) bolmazdan kremniý şöhlelendirmeýän plastinkanyň üstüne deň derejede ýaýradyldy. Ölçeg şertleri aşakdaky ýaly: Cu Kα rentgen şöhlelenmesi 40 kV turba naprýaženiýesinde we 40 mA turba togy bilen döredilýär, çäklendiriji ýaryk uzynlygy 10 mm, bölüniş burçy (1/6)°, tekizlikdäki aýlanma tizligi 20 aý/min we aralygy 2θ (goşa Bragg burçy) 3-100° we analiz etmek üçin takmynan 28 sagat gerek bolýar. Bragg Brentano optikasy ulanyldy. Detektor bir ölçegli kremniý ýarymgeçiriji detektorydyr (D/teX Ultra 250). Cu Kβ rentgen şöhleleri Ni süzgüji arkaly aýryldy. Elýeterli nusgalary ulanyp, sintetiki magnezium saponitiniň (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpentininiň (ýaprak serpentin, Miyazu, Nikka) we pirrotitiň (monoklin 4C, Çihua, Meksika Watts) ölçegleri deňeşdirildi, pikleri kesgitlemek we Halkara Difraksiýa Maglumatlary Merkezinden alnan poroşok faýl maglumatlarynyň difraksiýa maglumatlaryny ulanmak üçin. Rýugudan alnan difraksiýa maglumatlary şeýle hem gidroüýtgedilen uglerodly hondritler, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 we Y 980115 CY (III gyzdyryş tapgyry, 500–750°C) baradaky maglumatlar bilen deňeşdirildi. Deňeşdirme Orgueil bilen meňzeşlikleri görkezdi, ýöne Y-791198 we Y 980115 bilen däl.
FIB-den ýasalan nusgalaryň ultrainçe bölekleriniň uglerod gyrasy K bolan NEXAFS spektrleri Molekulýar Ylymlar Institutyndaky (Okazaki, Ýaponiýa) UVSOR sinhrotron desgasyndaky STXM BL4U kanaly arkaly ölçeldi. Fresnel zona plastinkasy bilen optiki fokuslanan şöhle nokadynyň ölçegi takmynan 50 nm. Energiýa ädimi ýakyn gyra sebitiniň inçe gurluşy üçin 0,1 eV (283,6–292,0 eV) we öň we yzky öň sebitler üçin 0,5 eV (280,0–283,5 eV we 292,5–300,0 eV). Her bir surat pikseli üçin wagt 2 ms-e deňleşdirildi. Boşadylandan soň, STXM analitik kamerasy takmynan 20 mbar basyşda geliý bilen dolduryldy. Bu kameradaky we nusga saklaýjydaky rentgen optik enjamlarynyň termal sürüşini azaltmaga, şeýle hem nusganyň zeperlenmegini we/ýa-da oksidlenmegini azaltmaga kömek edýär. NEXAFS K-edge uglerod spektrleri aXis2000 programma üpjünçiligini we hususy STXM maglumat işläp bejeriş programma üpjünçiligini ulanyp, üst-üste goýlan maglumatlardan döredildi. Nusga geçirijilik gutusynyň we ellik gutusynyň nusganyň oksidlenmeginiň we hapalanmagynyň öňüni almak üçin ulanylýandygyna üns beriň.
STXM-NEXAFS analizinden soň, Ryugu FIB bölekleriniň wodorod, uglerod we azotyň izotop düzümi JAMSTEC NanoSIMS 50L bilen izotop suratlandyrmasy arkaly seljerildi. Uglerod we azot izotop analizi üçin takmynan 2 pA we wodorod izotop analizi üçin takmynan 13 pA fokuslanan Cs+ esasy şöhle nusgada takmynan 24 × 24 µm2-den 30 × 30 µm2-e çenli meýdanda rastrlaşdyryldy. Esasy şöhle akymynyň deňeşdirme güýçli 3 minutlyk öňünden püskürtmeden soň, ikinji şöhle intensiwligi durnuklaşdyrylandan soň her analiz başlandy. Uglerod we azot izotoplarynyň analizi üçin, takmynan 9000 massa çözgüdi bilen ýedi elektron köpeldiji multipleks deteksiýasy arkaly bir wagtyň özünde 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– we 12C15N– suratlary bir wagtyň özünde alyndy, bu bolsa ähli degişli izotop birleşmelerini bölmek üçin ýeterlikdir. interferensiýa (ýagny 13C-de 12C1H we 12C15N-de 13C14N). Wodorod izotoplarynyň analizi üçin, üç elektron köpeldijisini ulanyp, köp sanly anyklaýyş bilen takmynan 3000 massa çözgüdi bilen 1H-, 2D- we 12C- suratlary alyndy. Her analiz şol bir meýdanyň 30 skanirlenen suratyndan ybarat bolup, bir surat uglerod we azot izotop analizi üçin 256 × 256 pikselden we wodorod izotop analizi üçin 128 × 128 pikselden ybarat. Uglerod we azot izotop analizi üçin gijikme wagty piksel üçin 3000 µs we wodorod izotop analizi üçin piksel üçin 5000 µs. Instrumental massa fraksiýasiýasyny kalibrlemek üçin wodorod, uglerod we azot izotop standartlary hökmünde 1-gidroksibenzotriazol gidratyny ulandyk45.
FIB C0068-25 profilinde presolar grafitiniň kremniý izotop düzümini kesgitlemek üçin, biz takmynan 9000 massa çözgüdi bolan alty elektron köpeldijisini ulandyk. Suratlar 256 × 256 pikselden ybarat bolup, piksel üçin 3000 µs gijikme wagty bilen. Biz kremniý plastinkalaryny wodorod, uglerod we kremniý izotop standartlary hökmünde ulanyp, massa fraksiýa guralyny kalibrledik.
Izotop suratlary NASA-nyň NanoSIMS45 suratlandyryş programma üpjünçiligi arkaly işlenildi. Maglumatlar elektron köpeldijisiniň öli wagty (44 ns) we ýarym-bir wagtda gelme effektleri üçin düzedildi. Alma wagtynda suratyň süýşmegini düzetmek üçin her surat üçin dürli skanirleme deňleşdirmesi. Soňky izotop suraty her skanirleme pikseli üçin her suratdan ikinji derejeli ionlary goşmak arkaly döredilýär.
STXM-NEXAFS we NanoSIMS analizinden soň, şol bir FIB bölekleri Koçi, JAMSTEC-de 200 kV tizlendiriji naprýaženiýede geçiriji elektron mikroskopy (JEOL JEM-ARM200F) arkaly barlandy. Mikrostruktura garaňky meýdanda ýagty meýdanly TEM we ýokary burçly skanirleýji TEM ulanylyp synlandy. Mineral fazalary nokatly elektron difraksiýasy we torly zolak şekilleri arkaly kesgitlenildi we himiki analiz 100 mm2 kremniý sürüş detektory we JEOL Analiz Station 4.30 programma üpjünçiligi bilen EDS arkaly geçirildi. Mukdar analizi üçin her element üçin häsiýetli rentgen şöhlesiniň intensiwligi TEM skanirleme režiminde 30 s kesgitli maglumat toplamak wagty, ~100 × 100 nm2 şöhle skanirleme meýdany we 50 pA şöhle togy bilen ölçeldi. Gatlakly silikatlardaky (Si + Al)-Mg-Fe gatnaşygy tebigy piropagarnetiň standartyndan alnan galyňlygy üçin düzedilen tejribe koeffisiýenti k ulanylyp kesgitlenildi.
Bu gözlegde ulanylan ähli suratlar we seljermeler JAXA Maglumatlary arhiwlemek we aragatnaşyk ulgamynda (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2 salgysynda elýeterlidir. Bu makala asyl maglumatlary hödürleýär.
Kitari, K. we beýlekiler. Hayabusa2 NIRS3 guraly arkaly synlanan 162173 Ryugu asteroidiniň ýerüsti düzümi. Ylym 364, 272–275.
Kim, AJ Ýamato görnüşli uglerodly hondritler (CY): Rýugu asteroid ýüzüniň analoglary? Geochemistry 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. we beýlekiler. Ryugu nusgalarynyň ilkinji düzüm analizi MicroOmega giperspektral mikroskopy arkaly geçirildi. Milli Astron. 6, 221–225 (2021).
Ýada, T. we beýlekiler. C görnüşli Rýugu asteroidinden gaýtarylan Hýabusa2 nusgasynyň deslapky analizi. Milli Astron. 6, 214–220 (2021).