Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur.Siz foydalanayotgan brauzer versiyasi cheklangan CSS-ni qo'llab-quvvatlaydi.Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da Moslik rejimini o'chirib qo'ying).Shu bilan birga, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublarsiz va JavaScript-ni ishlatmasdan taqdim etamiz.
Uchuvchi va organik moddalarga boy, C tipidagi asteroidlar Yerdagi suvning asosiy manbalaridan biri bo'lishi mumkin.Hozirgi vaqtda uglerodli xondritlar ularning kimyoviy tarkibi haqida eng yaxshi g'oyani beradi, ammo meteoritlar haqidagi ma'lumotlar buziladi: faqat eng bardoshli turlari atmosferaga kirib, keyin er atrofi bilan o'zaro ta'sir qiladi.Bu erda biz Hayabusa-2 kosmik kemasi tomonidan Yerga yetkazilgan birlamchi Ryugu zarrachasini batafsil hajmli va mikroanalitik o'rganish natijalarini taqdim etamiz.Ryugu zarralari quyosh tizimining umumiy tarkibining ko'rsatkichi sifatida keng qo'llaniladigan kimyoviy fraksiyalanmagan, ammo suv bilan o'zgartirilgan CI (Iwuna tipidagi) xondritlarga tarkibida yaqin mosligini ko'rsatadi.Ushbu namuna boy alifatik organiklar va qatlamli silikatlar o'rtasidagi murakkab fazoviy munosabatni ko'rsatadi va suv eroziyasi paytida maksimal harorat 30 °C atrofida ekanligini ko'rsatadi.Biz ekstrasolar kelib chiqishiga mos keladigan deyteriy va diazoniyning ko'pligini topdik.Ryugu zarralari hozirgacha o'rganilgan eng ifloslanmagan va ajralmas begona material bo'lib, quyosh tizimining umumiy tarkibiga eng mos keladi.
2018-yilning iyunidan 2019-yilning noyabrigacha Yaponiya Aerokosmik tadqiqotlar agentligining (JAXA) Hayabusa2 kosmik apparati Ryugu asteroidini keng qamrovli masofadan o‘rganishni o‘tkazdi.Hayabusa-2 yaqin infraqizil spektrometridan (NIRS3) olingan ma'lumotlar Ryugu termal va/yoki zarba-metamorfik uglerodli xondritlarga o'xshash materialdan iborat bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi.Eng yaqin mos keluvchi CY xondrite (Yamato turi) 2. Ryuguning past albedosi koʻp sonli uglerodga boy komponentlar mavjudligi, shuningdek, zarrachalar hajmi, gʻovakligi va fazoviy nurash taʼsiri bilan izohlanishi mumkin.Hayabusa-2 kosmik kemasi Ryugaga ikkita qo'nishni amalga oshirdi va namunalar yig'di.2019-yil 21-fevraldagi birinchi qo‘nish vaqtida qaytib kapsulaning A bo‘linmasida saqlangan sirt materiali olindi va 2019-yil 11-iyulda ikkinchi qo‘nish vaqtida kichik ko‘chma zarba beruvchi tomonidan hosil qilingan sun’iy krater yaqinida material yig‘ildi.Bu namunalar S Wardda saqlanadi. JAXA tomonidan boshqariladigan muassasalarda 1-bosqichdagi zarrachalarning maxsus, ifloslanmagan va sof azot bilan to‘ldirilgan kameralarda dastlabki buzilmaydigan tavsifi Ryugu zarralari CI4 xondritlariga eng o‘xshashligini va “turli xil darajadagi o‘zgarishlar”ni ko‘rsatganini ko‘rsatdi3.Ryuguning CY yoki CI xondritlariga o'xshash qarama-qarshi tasnifi faqat Ryugu zarralarining batafsil izotopik, elementar va mineralogik tavsifi bilan hal qilinishi mumkin.Bu erda taqdim etilgan natijalar Ryugu asteroidining umumiy tarkibi uchun ushbu ikkita dastlabki tushuntirishdan qaysi biri eng ehtimol ekanligini aniqlash uchun mustahkam asos bo'lib xizmat qiladi.
Sakkizta Ryugu pelletlari (jami taxminan 60 mg), A palatasidan to'rttasi va C palatasidan to'rttasi Kochi jamoasini boshqarish uchun 2-bosqichga tayinlangan.Tadqiqotning asosiy maqsadi Ryugu asteroidining tabiati, kelib chiqishi va evolyutsiya tarixini yoritish va boshqa ma'lum bo'lgan yerdan tashqari namunalar, masalan, xondritlar, sayyoralararo chang zarralari (IDP) va qaytib keladigan kometalar bilan o'xshashlik va farqlarni hujjatlashtirishdir.NASAning Stardust missiyasi tomonidan to'plangan namunalar.
Beshta Ryugu donining (A0029, A0037, C0009, C0014 va C0068) batafsil mineralogik tahlili shuni ko'rsatdiki, ular asosan nozik va qo'pol taneli fillosilikatlardan iborat (~ 64-88 hajm; 1a-rasm, b, qo'shimcha).va qo'shimcha jadval 1).Dagʻal donali fillosilikatlar mayda donador, fillosilikatga boy matritsalarda (oʻlchami bir necha mikrondan kam) pinnat agregatlar shaklida (oʻnlab mikrongacha) uchraydi.Qatlamli silikat zarralari serpantin-saponit simbionlaridir (1c-rasm).(Si + Al) -Mg-Fe xaritasi shuningdek, ommaviy qatlamli silikat matritsasi serpantin va saponit o'rtasida oraliq tarkibga ega ekanligini ko'rsatadi (2a, b-rasm).Fillosilikat matritsasi tarkibida karbonatli minerallar (~2-21 vol.%), sulfidli minerallar (~2,4-5,5 vol.%) va magnetit (~3,6-6,8 vol.%) mavjud.Ushbu tadqiqotda (C0009) tekshirilgan zarrachalardan birida oz miqdorda (~0,5 vol.%) suvsiz silikatlar (olivin va piroksen) mavjud bo'lib, bu xom Ryugu toshini tashkil etgan manba materialini aniqlashga yordam beradi5.Bu suvsiz silikat Ryugu granulalarida kam uchraydi va faqat C0009 pelletida ijobiy aniqlangan.Karbonatlar matritsada fragmentlar (bir necha yuz mikrondan kam), asosan dolomit, oz miqdorda kaltsiy karbonat va brinell bilan mavjud.Magnetit izolyatsiyalangan zarrachalar, framboidlar, plitalar yoki sferik agregatlar shaklida bo'ladi.Sulfidlar asosan pirrotit bilan tartibsiz olti burchakli prizmalar/plastinkalar yoki latalar shaklida ifodalanadi.Matritsada ko'p miqdorda submikron pentlandit yoki pirrotit bilan birgalikda mavjud. Uglerodga boy fazalar (<10 mkm o'lchamdagi) fitlozikli matritsada yashaydi. Uglerodga boy fazalar (<10 mkm o'lchamdagi) fitlozikli matritsada yashaydi. Bogatye uglerodom fazy (razmerom <10 mkm) vstrechayutsya povsemestno v bogatoy fillosilikatami matritsa. Uglerodga boy fazalar (<10 mkm o'lchamdagi) fitlozikli matritsada yashaydi.① ② ③ ④ (尺寸 <10 mkm) 普遍 存在于 中 中 中① ② ③ ④ (尺寸 <10 mkm) 普遍 存在于 中 中 中 Bogatye uglerodom fazy (razmerom <10 mkm) bogatoy fillosilikatam matritsada preobladayut. Fillosilikatga boy matritsada uglerodga boy fazalar (hajmi <10 mkm) ustunlik qiladi.Qo'shimcha jadvalda boshqa yordamchi minerallar C0087 va A0029 va AKIHEAN SHONES (ORGEI tipidagi) C00 va sm (Mudey turidagi) ning CY va Cm (Mudey turi) dan aniqlanadi.Ryugu donalarining umumiy element tarkibi (A0098, C0068) xondrite 6 CI ga ham mos keladi (kengaytirilgan ma'lumotlar, 2-rasm va qo'shimcha jadval 2).Bundan farqli o'laroq, CM xondritlari o'rtacha va yuqori uchuvchan elementlarda, ayniqsa Mn va Znda, o'tga chidamli elementlarda esa undan yuqori bo'ladi7.Ba'zi elementlarning kontsentratsiyasi juda katta farq qiladi, bu alohida zarrachalarning kichik o'lchamlari va natijada namuna olishning noto'g'riligi tufayli namunaning o'ziga xos heterojenligini aks ettirishi mumkin.Barcha petrologik, mineralogik va elementar xususiyatlar Ryugu donalari CI8,9,10 kondritlariga juda o'xshashligini ko'rsatadi.Ryugu donalarida ferrigidrit va sulfatning yo'qligi e'tiborga loyiq istisno bo'lib, CI kondritlaridagi bu minerallar er yuzidagi nurash natijasida hosil bo'lganligini ko'rsatadi.
a, Mg Ka (qizil), Ca Ka (yashil), Fe Ka (ko'k) va S Ka (sariq) quruq sayqallangan qismning kompozit rentgen tasviri C0068.Fraksiya qatlamli silikatlar (qizil: ~88 hajm), karbonatlar (dolomit; och yashil: ~1,6 vol%), magnetit (ko'k: ~5,3 hajm%) va sulfidlardan (sariq: sulfid = ~2,5% hajmli insho. b, kontur mintaqasining orqaga tarqalib ketgan elektronlardagi tasviri a. Brulfid-temir dolomit); ite;sharbat - sovun toshi;Srp - serpantin.c, yuqori aniqlikdagi transmissiya elektron mikroskopiyasi (TEM) tipik saponit-serpantin o'zaro o'sishi, mos ravishda 0,7 nm va 1,1 nm serpantin va saponit panjara chiziqlarini ko'rsatadi.
Ryugu A0037 (qattiq qizil doiralar) va C0068 (qattiq ko'k doiralar) zarralarining matritsa va qatlamli silikat (% da) tarkibi (Si+Al)-Mg-Fe uchlik tizimida ko'rsatilgan.a, CI kondritlariga (Ivuna, Orgueil, Alais) 16 qarshi chizilgan Electron Probe Microanalysis (EPMA) natijalari taqqoslash uchun kulrang rangda ko'rsatilgan.b, Orgueil9 va Murchison46 meteoritlari va gidratlangan IDP47 bilan taqqoslash uchun ko'rsatilgan TEM (STEM) va energiya dispersiv rentgen spektroskopiyasi (EDS) tahlili.Temir sulfidning kichik zarralaridan qochib, nozik taneli va qo'pol taneli fillosilikatlar tahlil qilindi.a va b dagi nuqtali chiziqlar saponit va serpantinning erish chiziqlarini ko'rsatadi.A tarkibidagi temirga boy tarkib qatlamli silikat donalari ichidagi mikron osti temir sulfid donalariga bog'liq bo'lishi mumkin, bu EPMA tahlilining fazoviy o'lchamlari bilan chiqarib tashlanmaydi.b dagi saponitdan yuqori Si tarkibiga ega bo'lgan ma'lumotlar nuqtalari fillosilikat qatlamining oraliqlarida nano o'lchamdagi amorf kremniyga boy material mavjudligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.Tahlillar soni: A0037 uchun N=69, EPMA uchun N=68, C0068 uchun N=68, A0037 uchun N=19 va STEM-EDS uchun C0068 uchun N=27.c, Ryugu C0014-4 trioksi zarrachasining izotop xaritasi kondrit qiymatlari CI (Orgueil), CY (Y-82162) va adabiyot ma'lumotlari (CM va C2-ung) 41,48,49 bilan solishtirilgan.Biz Orgueil va Y-82162 meteoritlari uchun ma'lumotlarni oldik.CCAM - suvsiz karbonli xondrit minerallari chizig'i, TFL - quruqlikni ajratish chizig'i.d, D17O va D18O Ryugu zarralari C0014-4, CI xondriti (Orgueil) va CY xondriti (Y-82162) xaritalari (ushbu tadqiqot).D17O_Ryugu: D17O C0014-1 qiymati.D17O_Orgueil: Orgueil uchun oʻrtacha D17O qiymati.D17O_Y-82162: Y-82162 uchun oʻrtacha D17O qiymati.41, 48, 49 adabiyotlardan CI va CY ma'lumotlari ham taqqoslash uchun ko'rsatilgan.
Kislorodning massa izotop tahlili lazerli florlash orqali C0014 donadoridan olingan 1,83 mg material namunasida o'tkazildi (usullar).Taqqoslash uchun biz yetti nusxa Orgueil (CI) (umumiy massasi = 8,96 mg) va yetti nusxa Y-82162 (CY) (umumiy massasi = 5,11 mg) (qo‘shimcha 3-jadval)ni chop etdik.
Shaklda.2d, Y-82162 ga nisbatan Orgueil va Ryuguning o'rtacha og'irlikdagi zarralari o'rtasida D17O va d18O ning aniq ajratilishini ko'rsatadi.Ryugu C0014-4 zarrasining D17O 2 sd da bir-biriga yopishganiga qaramay, Orgeil zarrasidan yuqori.Ryugu zarralari Orgeilga nisbatan yuqori D17O qiymatlariga ega, bu ikkinchisining 1864 yilda qulaganidan beri yer usti ifloslanishini aks ettirishi mumkin. Er usti muhitidagi ob-havo11, albatta, atmosfera kislorodining singishiga olib keladi, bu esa umumiy tahlilni er usti fraksiyasiga (FL) yaqinlashtiradi.Ushbu xulosa mineralogik ma'lumotlarga (ilgari muhokama qilingan) mos keladi, Ryugu donalari gidratlar yoki sulfatlarni o'z ichiga olmaydi, Orgeil esa.
Yuqoridagi mineralogik ma'lumotlarga asoslanib, bu natijalar Ryugu donalari va CI xondritlari o'rtasidagi bog'lanishni qo'llab-quvvatlaydi, ammo CY xondritlari assotsiatsiyasini istisno qiladi.Ryugu donalari suvsizlanish mineralogiyasining aniq belgilarini ko'rsatadigan CY xondritlari bilan bog'liq emasligi hayratlanarli.Ryugu orbital kuzatuvlari shuni ko'rsatadiki, u suvsizlanishga uchragan va shuning uchun CY moddasidan iborat.Ushbu aniq farqning sabablari noaniqligicha qolmoqda.Boshqa Ryugu zarralarining kislorod izotop tahlili qo'shimcha qog'ozda taqdim etilgan 12. Biroq, bu kengaytirilgan ma'lumotlar to'plamining natijalari Ryugu zarralari va CI xondritlari o'rtasidagi bog'liqlikka ham mos keladi.
Muvofiqlashtirilgan mikrotahlil usullaridan foydalangan holda (3-rasm) biz organik uglerodning fokuslangan ion nurlari fraktsiyasining (FIB) C0068.25 butun yuzasi bo'ylab fazoviy taqsimlanishini ko'rib chiqdik (3a-f-rasm).Nozik strukturasi C0068.25-bo'limida yaqin chekkada joylashgan uglerodning rentgen nurlanishini yutish spektrlari (NEXAFS) bir nechta funktsional guruhlarni ko'rsatadi - aromatik yoki C=C (285,2 eV), C=O (286,5 eV), CH (287,5 eV) va C( =O)O (288,8 eV) (288,8 eV 9 ga teng) ab73 ga teng. a), bu termal o'zgarishlarning past darajasini bildiradi.C0068.25 qisman organiklarining kuchli CH cho'qqisi (287,5 eV) ilgari o'rganilgan karbonli kondritlarning erimaydigan organiklaridan farq qiladi va Stardust missiyasi tomonidan olingan IDP14 va kometa zarralariga ko'proq o'xshaydi.287,5 eV da kuchli CH cho'qqisi va 285,2 eV da juda zaif aromatik yoki C=C cho'qqisi organik birikmalar alifatik birikmalarga boy ekanligini ko'rsatadi (3a-rasm va qo'shimcha 3a-rasm).Alifatik organik birikmalarga boy hududlar yirik donali fillosilikatlarda, shuningdek aromatik (yoki C=C) uglerod tuzilishi yomon boʻlgan hududlarda lokalizatsiya qilinadi (3c,d-rasm).Bundan farqli o'laroq, A0037,22 (Qo'shimcha 3-rasm) qisman alifatik uglerodga boy hududlarning pastroq tarkibini ko'rsatdi.Ushbu donalarning mineralogiyasi CI 16 kondritiga o'xshash karbonatlarga boy bo'lib, manba suvining keng ko'lamli o'zgarishini ko'rsatadi (1-jadval).Oksidlanish sharoitlari karbonatlar bilan bog'liq bo'lgan organik birikmalarda karbonil va karboksil funktsional guruhlarning yuqori konsentratsiyasiga yordam beradi.Alifatik uglerod tuzilmalariga ega bo'lgan organik moddalarning submikron taqsimoti qo'pol taneli qatlamli silikatlarning tarqalishidan juda farq qilishi mumkin.Tagish ko'li meteoritida fillosilikat-OH bilan bog'langan alifatik organik birikmalar topilgan.Muvofiqlashtirilgan mikroanalitik ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, alifatik birikmalarga boy organik moddalar C tipidagi asteroidlarda keng tarqalgan va fillosilikatlar bilan chambarchas bog'liq bo'lishi mumkin.Ushbu xulosa MicroOmega, yaqin infraqizil giperspektral mikroskop tomonidan ko'rsatilgan Ryugu zarralaridagi alifatik/aromatik CHlar haqidagi oldingi hisobotlarga mos keladi.Muhim va hal qilinmagan savol - bu tadqiqotda kuzatilgan qo'pol donali fillosilikatlar bilan bog'liq bo'lgan alifatik uglerodga boy organik birikmalarning noyob xususiyatlari faqat Ryugu asteroidida topiladimi?
a, NEXAFS uglerod spektrlari aromatik (C=C) boy mintaqada (qizil), alifatik boy mintaqada (yashil) va matritsada (ko'k) 292 eV ga normallashtirildi.Kulrang chiziq solishtirish uchun Murchison 13 erimaydigan organik spektrdir.au, arbitraj birligi.b, Skanerli transmissiya rentgen mikroskopiyasi (STXM) uglerod K-qirrasining spektral tasviri bo'limda uglerod ustunligini ko'rsatadi.c, aromatik (C=C) boy hududlar (qizil), alifatik boy hududlar (yashil) va matritsa (ko'k) bilan RGB kompozitsion uchastkasi.d, alifatik birikmalarga boy organiklar yirik donali fillosilikatda to'plangan, b va c dagi oq nuqtali qutilardan maydon kattalashgan.e, katta nanosferalar (ng-1) b va c dagi oq nuqtali qutidan kattalashtirilgan.Uchun: pirrotit.Pn: nikel-xromit.f, nanoskale ikkilamchi ion massasi (nanosims), vodorod (12C) va AR15C, DD-1 va xronlar grafopi Impotal Rasmlar - PG-1: Axborot-1-grafit (qo'shimcha jadval 4).
Murchison meteoritlarida organik moddalar degradatsiyasining kinetik tadqiqotlari Ryugu donalariga boy alifatik organik moddalarning heterojen tarqalishi haqida muhim ma'lumot berishi mumkin.Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatadiki, organik moddalardagi alifatik CH aloqalari ota-onada taxminan 30 ° C maksimal haroratgacha saqlanib qoladi va/yoki vaqt-harorat munosabatlari bilan o'zgaradi (masalan, 100 ° C da 200 yil va 0 ° C 100 million yil)..Agar prekursor ma'lum vaqtdan ko'proq vaqt davomida ma'lum bir haroratda qizdirilmasa, fillosilikatga boy alifatik organiklarning asl tarqalishi saqlanib qolishi mumkin.Biroq, manba tosh suvining o'zgarishi bu talqinni murakkablashtirishi mumkin, chunki karbonatga boy A0037 fillosilikatlar bilan bog'liq uglerodga boy alifatik hududlarni ko'rsatmaydi.Bu past harorat o'zgarishi taxminan Ryugu donalarida kubik dala shpati mavjudligiga to'g'ri keladi (qo'shimcha 1-jadval) 20.
C0068.25 fraksiyasi (ng-1; 3a–c,e-rasm) yuqori aromatik (yoki C=C), o‘rtacha alifatik va C(=O)O va C=O ning zaif spektrlarini ko‘rsatuvchi katta nanosferani o‘z ichiga oladi..Alifatik uglerodning imzosi xondritlar bilan bog'liq bo'lgan ommaviy erimaydigan organik va organik nanosferalarning imzosiga mos kelmaydi (3a-rasm) 17,21.Tagish koʻlidagi nanosferalarning raman va infraqizil spektroskopik tahlili ularning alifatik va oksidlangan organik birikmalar hamda murakkab tuzilishga ega tartibsiz polisiklik aromatik organik birikmalardan iborat ekanligini koʻrsatdi22,23.Atrofdagi matritsa alifatik birikmalarga boy organiklarni o'z ichiga olganligi sababli, ng-1dagi alifatik uglerodning imzosi analitik artefakt bo'lishi mumkin.Qizig'i shundaki, ng-1 o'rnatilgan amorf silikatlarni o'z ichiga oladi (3e-rasm), bu tekstura hali hech qanday yerdan tashqari organiklar uchun xabar qilinmagan.Amorf silikatlar ng-1 ning tabiiy komponentlari bo'lishi mumkin yoki tahlil paytida suvli / suvsiz silikatlarning ion va / yoki elektron nurlari bilan amorflanishi natijasida yuzaga keladi.
C0068.25 bo'limining NanoSIMS ion tasvirlari (3f-rasm) d13C va d15N da bir xil o'zgarishlarni ko'rsatadi, katta 13C boyitish 30,811‰ ga (3f-rasmdagi D13C tasviridagi PG-1) quyoshdan oldingi donalardan tashqari (Qo'shimcha).X-ray elementar don tasvirlari va yuqori aniqlikdagi TEM tasvirlari faqat uglerod kontsentratsiyasini va grafitga mos keladigan 0,3 nm bazal tekisliklar orasidagi masofani ko'rsatadi.Shunisi e'tiborga loyiqki, qo'pol donali fillosilikatlar bilan bog'liq bo'lgan alifatik organik moddalar bilan boyitilgan D (841 ± 394‰) va d15N (169 ± 95‰) qiymatlari butun C mintaqasi uchun o'rtacha ko'rsatkichdan bir oz yuqori bo'lib chiqdi (D = 529‰ ±).‰, d15N = 67 ± 15 ‰) C0068.25 (Qo'shimcha 4-jadval).Bu kuzatish shuni ko'rsatadiki, qo'pol donali fillosilikatlar tarkibidagi alifatik moddalarga boy organiklar atrofdagi organiklarga qaraganda ancha ibtidoiy bo'lishi mumkin, chunki ikkinchisi asl tanadagi atrofdagi suv bilan izotopik almashinuvga uchragan bo'lishi mumkin.Shu bilan bir qatorda, bu izotopik o'zgarishlar dastlabki shakllanish jarayoni bilan ham bog'liq bo'lishi mumkin.CI kondritlaridagi nozik taneli qatlamli silikatlar dastlabki qo'pol taneli suvsiz silikat klasterlarining doimiy o'zgarishi natijasida hosil bo'lgan deb talqin qilinadi.Alifatik moddalarga boy organik moddalar Quyosh sistemasi paydo bo'lgunga qadar protoplanetar disk yoki yulduzlararo muhitdagi prekursor molekulalaridan hosil bo'lgan bo'lishi mumkin, keyin esa Ryugu (katta) ona tanasining suv o'zgarishi paytida biroz o'zgargan. Ryuguning o'lchami (<1,0 km) suvli minerallarni hosil qilish uchun suvli o'zgarishlar uchun ichki issiqlikni etarli darajada ushlab turish uchun juda kichikdir25. Ryuguning kattaligi (<1,0 km) suvli minerallarni hosil qilish uchun suvli o'zgarishlar uchun etarli darajada ichki issiqlikni saqlab turish uchun juda kichik. Razmer (<1,0 km) Ryugu slishkom mal, chtoby podderjivat dostatochnoe vnutrennee teplo uchun vodnogo izmeneniya s obrazovaniem vodnyh mineralov25. Hajmi (<1,0 km) Ryugu suv minerallarini hosil qilish uchun suv almashinuvi uchun etarli ichki issiqlikni saqlab turish uchun juda kichikdir25. Ryugu língjín（<1.0 língíngín, díngíngíngíngíníngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngjínīng. Ryugu língjín（<1.0 língíngín, díngíngíngíngíníngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngjínīng. Razmer Ryugu (<1,0 km) slishkom mal, chtoby podderjivat vnutrennee teplo uchun izmeneniya vody s obrazovaniem vodnyx mineralov25. Ryuguning kattaligi (<1,0 km) suv minerallarini hosil qilish uchun suvni almashtirish uchun ichki issiqlikni ushlab turish uchun juda kichikdir25.Shuning uchun o'nlab kilometr o'lchamdagi Ryugu o'tmishdoshlari talab qilinishi mumkin.Alifatik birikmalarga boy bo'lgan organik moddalar yirik donali fillosilikatlar bilan bog'langanligi sababli o'zlarining dastlabki izotop nisbatlarini saqlab qolishi mumkin.Biroq, izotopik og'ir tashuvchilarning aniq tabiati ushbu FIB fraktsiyalaridagi turli komponentlarning murakkab va nozik aralashuvi tufayli noaniq bo'lib qolmoqda.Bu Ryugu granulalaridagi alifatik birikmalarga boy organik moddalar yoki ularni o'rab turgan qo'pol fillosilikatlar bo'lishi mumkin.E'tibor bering, deyarli barcha uglerodli xondritlardagi organik moddalar (shu jumladan CI kondritlari) fillosilikatlarga qaraganda D ga boyroq bo'ladi, CM Paris 24, 26 meteoritlari bundan mustasno.
A0002.23 va A0002.26, A0037.22 va A0037.23 va C0068.23, C0068.25 va C0068.26 R uchun olingan FIB boʻlaklarining dD va d15N hajmli diagrammalari. NanoSIMS quyosh tizimining boshqa ob'ektlari bilan rasmda ko'rsatilgan.4 (Qo'shimcha 4-jadval)27,28.A0002, A0037 va C0068 profilidagi dD va d15N hajmining o'zgarishi IDPdagilarga mos keladi, lekin CM va CI kondritlariga qaraganda yuqori (4-rasm).Kometa 29 namunasi uchun DD qiymatlari diapazoni (-240 dan 1655‰ gacha) Ryugunikidan kattaroq ekanligini unutmang.Ryukyu profillarining dD va d15N hajmlari, qoida tariqasida, Yupiter oilasining kometalari va Oort buluti uchun o'rtacha qiymatdan kichikroqdir (4-rasm).CI kondritlarining pastki DD qiymatlari ushbu namunalardagi er usti ifloslanishining ta'sirini aks ettirishi mumkin.Bells, Tagish ko'li va IDP o'rtasidagi o'xshashliklarni hisobga olgan holda, Ryugu zarralaridagi dD va dN qiymatlarining katta heterojenligi erta quyosh tizimidagi organik va suvli kompozitsiyalarning dastlabki izotopik belgilaridagi o'zgarishlarni aks ettirishi mumkin.Ryugu va IDP zarralaridagi dD va dN dagi o'xshash izotopik o'zgarishlar ikkalasi ham bir manbadan olingan materialdan hosil bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi.IDPlar kometa manbalaridan kelib chiqqan deb hisoblanadi 14 .Shuning uchun, Ryugu kometaga o'xshash materialni va/yoki hech bo'lmaganda tashqi quyosh tizimini o'z ichiga olishi mumkin.Biroq, bu biz aytganimizdan ko'ra qiyinroq bo'lishi mumkin, chunki (1) sferulit va D ga boy suvning ota-ona tanasida aralashmasi 31 va (2) kometa faolligi 32 funktsiyasi sifatida kometaning D / H nisbati.Biroq, Ryugu zarralarida vodorod va azot izotoplarining kuzatilgan heterojenligining sabablari to'liq tushunilmagan, qisman bugungi kunda mavjud bo'lgan tahlillar soni cheklangan.Vodorod va azot izotop tizimlarining natijalari hali ham Ryuguda Quyosh tizimidan tashqaridagi materiallarning ko'p qismini o'z ichiga olishi va shuning uchun kometalarga o'xshashlik ko'rsatishi ehtimolini oshiradi.Ryugu profili d13C va d15N o'rtasida aniq korrelyatsiya ko'rsatmadi (qo'shimcha 4-jadval).
Ryugu zarralarining umumiy H va N izotopik tarkibi (qizil doiralar: A0002, A0037; ko'k doiralar: C0068) quyosh magnitudasi 27, Yupiter o'rtacha oilasi (JFC27) va Oort bulutli kometalari (OCC27), IDP28 va uglerodli chondrullar bilan bog'liq.Meteorit 27 ni solishtirish (CI, CM, CR, C2-ung).Izotop tarkibi qo'shimcha 4-jadvalda keltirilgan. Nuqtali chiziqlar H va N uchun er usti izotop qiymatlari hisoblanadi.
Uchuvchi moddalarni (masalan, organik moddalar va suv) Yerga tashish muammo bo'lib qolmoqda26,27,33.Ushbu tadqiqotda aniqlangan Ryugu zarralaridagi qo'pol fillosilikatlar bilan bog'liq bo'lgan submikron organik moddalar uchuvchi moddalarning muhim manbai bo'lishi mumkin.Yupqa donali fillosilikatlardagi organik moddalar mayda donador matritsalardagi organik moddalarga qaraganda parchalanish16,34 va parchalanishdan35 yaxshi himoyalangan.Zarrachalardagi vodorodning og'irroq izotopik tarkibi ular erta Yerga olib boriladigan uchuvchi moddalarning yagona manbai bo'lishi dargumon.Yaqinda silikatlarda quyosh shamoli tomonidan boshqariladigan suv mavjudligi haqidagi gipotezada taklif qilinganidek, ular engilroq vodorod izotopik tarkibiga ega bo'lgan komponentlar bilan aralashtirilishi mumkin.
Ushbu tadqiqotda biz CI meteoritlari, quyosh tizimining umumiy tarkibi vakillari sifatidagi geokimyoviy ahamiyatga ega bo'lishiga qaramay, 6,10 yerdagi ifloslangan namunalar ekanligini ko'rsatamiz.Shuningdek, biz boy alifatik organik moddalar va qo'shni suvli minerallar o'rtasidagi o'zaro ta'sirning to'g'ridan-to'g'ri dalillarini keltiramiz va Ryuguda quyoshdan tashqari material bo'lishi mumkinligini taklif qilamiz37.Ushbu tadqiqot natijalari protoasteroidlardan to'g'ridan-to'g'ri namuna olish muhimligini va qaytarilgan namunalarni butunlay inert va steril sharoitlarda tashish zarurligini aniq ko'rsatib beradi.Bu erda keltirilgan dalillar shuni ko'rsatadiki, Ryugu zarralari, shubhasiz, laboratoriya tadqiqotlari uchun mavjud bo'lgan eng ifloslanmagan quyosh tizimi materiallaridan biri hisoblanadi va bu qimmatbaho namunalarni keyingi o'rganish, shubhasiz, quyosh tizimining dastlabki jarayonlari haqidagi tushunchamizni kengaytiradi.Ryugu zarralari quyosh tizimining umumiy tarkibini eng yaxshi ifodalaydi.
Submikron shkalasi namunalarining murakkab mikro tuzilishi va kimyoviy xossalarini aniqlash uchun biz sinxrotronli radiatsiyaga asoslangan kompyuter tomografiyasi (SR-XCT) va SR rentgen nurlari difraksiyasi (XRD)-CT, FIB-STXM-NEXAFS-NanoSIMS-TEM tahlilidan foydalandik.Yer atmosferasi tufayli buzilish, ifloslanish va mayda zarralar yoki mexanik namunalardan zarar ko'rmaydi.Shu bilan birga, biz skanerlash elektron mikroskopiya (SEM)-EDS, EPMA, XRD, instrumental neytron faollashuv tahlili (INAA) va lazer kislorod izotop florlash uskunalari yordamida tizimli hajmli tahlilni amalga oshirdik.Tahlil protseduralari qo'shimcha 3-rasmda ko'rsatilgan va har bir tahlil quyidagi bo'limlarda tasvirlangan.
Ryugu asteroidining zarralari Hayabusa-2 qayta kirish modulidan topildi va Yer atmosferasini ifloslantirmasdan, Yaponiyaning Sagamixara shahridagi JAXA boshqaruv markaziga yetkazildi4.JAXA tomonidan boshqariladigan ob'ektda dastlabki va buzilmaydigan xarakteristikalar aniqlangandan so'ng, atrof-muhitga ta'sir qilmaslik uchun muhrlangan joylarga o'tkazish konteynerlari va namunali kapsula sumkalaridan (namuna hajmiga qarab 10 yoki 15 mm diametrli sapfir kristalli va zanglamaydigan po'latdan) foydalaning.muhit.y va/yoki er ifloslantiruvchi moddalar (masalan, suv bug'lari, uglevodorodlar, atmosfera gazlari va mayda zarralar) va namunalar tayyorlash va institutlar va universitetlar o'rtasida tashish paytida namunalar orasidagi o'zaro ifloslanish38.Yer atmosferasi (suv bug'i va kislorod) bilan o'zaro ta'siri natijasida buzilish va ifloslanishning oldini olish uchun barcha turdagi namunalarni tayyorlash (shu jumladan tantal chisel bilan maydalash, muvozanatli olmosli simli arra (Meiwa Fosis Corporation DWS 3400) va epoksini kesish) o'rnatish uchun tayyorlash) qo'lqop qutisida (o'rnatish uchun tayyorlanish) amalga oshirildi. ppm).Bu erda ishlatiladigan barcha narsalar turli chastotali ultratovush to'lqinlari yordamida o'ta toza suv va etanol kombinatsiyasi bilan tozalanadi.
Bu erda biz Antarktika meteorit tadqiqot markazining (CI: Orgueil, CM2.4: Yamato (Y)-791198, CY: Y-82162 va CY: Y 980115) meteoritlar to'plamini (NIPR) o'rganamiz.
SR-XCT, NanoSIMS, STXM-NEXAFS va TEM tahlillari uchun asboblar o'rtasida uzatish uchun biz oldingi tadqiqotlarda tasvirlangan universal ultra yupqa namuna ushlagichidan foydalandik38.
Ryugu namunalarining SR-XCT tahlili BL20XU/SPring-8 integratsiyalashgan KT tizimi yordamida amalga oshirildi.Integratsiyalashgan KT tizimi turli xil o'lchash rejimlaridan iborat: namunaning butun tuzilishini suratga olish uchun keng ko'rish maydoni va past ruxsatli (WL) rejimi, tor ko'rish maydoni va namuna maydonini aniq o'lchash uchun yuqori aniqlikdagi (NH) rejimi.namuna hajmining diffraktsiya naqshini olish uchun qiziqish va rentgenogrammalar va namunadagi gorizontal tekislikdagi mineral fazalarning 2D diagrammasini olish uchun XRD-KTni bajaring.E'tibor bering, barcha o'lchovlar namuna ushlagichini taglikdan olib tashlash uchun o'rnatilgan tizimdan foydalanmasdan amalga oshirilishi mumkin, bu esa CT va XRD-CT o'lchovlarini to'g'ri bajarish imkonini beradi.WL rejimidagi rentgen detektori (BM AA40P; Hamamatsu Photonics) qo'shimcha 4608 × 4608 pikselli metall oksidi-yarim o'tkazgichli (CMOS) kamera (C14120-20P; Hamamatsu Photonics) bilan jihozlangan bo'lib, sintilatori 10 lutetium va qalinligi 10 mkL O2) alyuminiydan iborat edi. rele linzalari.WL rejimida piksel o'lchami taxminan 0,848 mikron.Shunday qilib, WL rejimida ko'rish maydoni (FOV) ofset CT rejimida taxminan 6 mm.NH rejimidagi rentgen detektori (BM AA50; Hamamatsu Photonics) qalinligi 20 mkm bo'lgan gadoliniy-alyuminiy-galliy granat (Gd3Al2Ga3O12) sintilator, 2048 × 2 piksel o'lchamli CMOS kamera (C11440-22CU) bilan jihozlangan;Hamamatsu Photonics) va ×20 optikasi.NH rejimida piksel o'lchami ~0,25 mkm va ko'rish maydoni ~0,5 mm.XRD rejimi uchun detektor (BM AA60; Hamamatsu Photonics) 50 mkm qalinlikdagi P43 (Gd2O2S: Tb) kukunli ekran, 2304 × 2304 pikselli CMOS kamera (C15440-20UP; Hamamatsu Photonics) va rezolyutsiyadan iborat sintillyator bilan jihozlangan.Detektorning samarali piksel o'lchami 19,05 mkm va ko'rish maydoni 43,9 mm2.FOVni oshirish uchun biz WL rejimida ofset KT protsedurasini qo'lladik.KT rekonstruksiya qilish uchun uzatiladigan yorug'lik tasviri aylanish o'qi atrofida gorizontal ravishda aks ettirilgan 180 ° dan 360 ° gacha bo'lgan tasvirdan va 0 ° dan 180 ° gacha bo'lgan tasvirdan iborat.
XRD rejimida rentgen nurlari Fresnel zonasi plastinkasiga qaratilgan.Ushbu rejimda detektor namunadan 110 mm orqada joylashgan va nur to'xtatuvchisi detektordan 3 mm oldinda.2th diapazonidagi diffraktsiya tasvirlari 1,43 ° dan 18,00 ° gacha (panjara balandligi d = 16,6-1,32 Å) detektorning ko'rish maydonining pastki qismiga qaratilgan rentgen nurlari nuqtasi bilan olingan.Namuna har bir vertikal skanerlash bosqichi uchun yarim burilish bilan muntazam ravishda vertikal ravishda harakatlanadi.Agar mineral zarrachalar 180° ga aylantirilganda Bragg shartini qanoatlantirsa, gorizontal tekislikda mineral zarrachalarning diffraktsiyasini olish mumkin.Keyin diffraktsiya tasvirlari har bir vertikal skanerlash bosqichi uchun bitta rasmga birlashtirildi.SR-XRD-CT tahlil shartlari SR-XRD tahlili shartlari bilan deyarli bir xil.XRD-CT rejimida detektor namunadan 69 mm orqada joylashgan.2th diapazonidagi diffraksion tasvirlar 1,2° dan 17,68° gacha (d = 19,73 dan 1,35 Å gacha), bunda rentgen nurlari ham, nur cheklovchisi ham detektorning ko'rish maydonining markaziga to'g'ri keladi.Namunani gorizontal ravishda skanerlang va namunani 180 ° aylantiring.SR-XRD-CT tasvirlari piksel qiymatlari sifatida eng yuqori mineral intensivligi bilan qayta tiklandi.Gorizontal skanerlashda namuna odatda 500–1000 bosqichda skanerlanadi.
Barcha tajribalar uchun rentgen nurlari energiyasi 30 keV da o'rnatildi, chunki bu diametri taxminan 6 mm bo'lgan meteoritlarga rentgen nurlarining kirishining pastki chegarasi.180 ° aylanish paytida barcha KT o'lchovlari uchun olingan tasvirlar soni 1800 (ofset CT dasturi uchun 3600) va tasvirlar uchun ekspozitsiya vaqti WL rejimi uchun 100 ms, NH rejimi uchun 300 ms, XRD uchun 500 ms va 50 ms edi.XRD-CT ms uchun ms.Odatda namunani skanerlash vaqti WL rejimida taxminan 10 daqiqa, NH rejimida 15 daqiqa, XRD uchun 3 soat va SR-XRD-CT uchun 8 soat.
KT tasvirlari konvolyutsion orqa proyeksiya orqali qayta tiklandi va 0 dan 80 sm-1 gacha bo'lgan chiziqli zaiflashuv koeffitsienti uchun normallashtirildi.3D ma'lumotlarini tahlil qilish uchun Slice dasturi va XRD ma'lumotlarini tahlil qilish uchun muXRD dasturi ishlatilgan.
Epoksi bilan mahkamlangan Ryugu zarralari (A0029, A0037, C0009, C0014 va C0068) quruq sharoitda 0,5 mkm (3M) olmos plyonkasi darajasiga qadar asta-sekin sayqallanib, abraziv jarayonida materialning sirt bilan aloqa qilishiga yo'l qo'ymaydi.Har bir namunaning sayqallangan yuzasi birinchi navbatda yorug'lik mikroskopiyasi, so'ngra energiya dispersiv spektrometri (AZtec) bilan jihozlangan JEOL JSM-7100F SEM yordamida namunalarning mineralogiyasi va tekstura tasvirlarini (BSE) va sifatli NIPR elementlarini olish uchun orqaga tarqalgan elektronlar tomonidan tekshirildi.energiya) rasm.Har bir namuna uchun asosiy va kichik elementlarning tarkibi elektron probli mikroanalizator (EPMA, JEOL JXA-8200) yordamida tahlil qilindi.Fillosilikat va karbonat zarralarini 5 nA da, tabiiy va sintetik standartlarni 15 keV da, sulfidlar, magnetit, olivin va piroksenni 30 nA da tahlil qiling.Modal baholar element xaritalari va BSE tasvirlaridan ImageJ 1.53 dasturi yordamida har bir mineral uchun o'zboshimchalik bilan o'rnatilgan tegishli chegaralar bilan hisoblab chiqilgan.
Kislorod izotopini tahlil qilish Ochiq Universitetda (Milton Keyns, Buyuk Britaniya) infraqizil lazerli florlash tizimi yordamida amalga oshirildi.Hayabusa2 namunalari ob'ektlar o'rtasida o'tkazish uchun azot bilan to'ldirilgan konteynerlarda Ochiq Universitet 38 ga yetkazildi.
Namunani yuklash kislorod darajasi 0,1% dan past bo'lgan azotli qo'lqop qutisida amalga oshirildi.Hayabusa2 tahliliy ishi uchun faqat ikkita namuna teshigidan (diametri 2,5 mm, chuqurligi 5 mm), biri Hayabusa2 zarralari uchun, ikkinchisi esa obsidian ichki standartidan iborat yangi Ni namunasi ushlagichi ishlab chiqarildi.Tahlil paytida, Hayabusa2 materialini o'z ichiga olgan namuna qudug'i lazer reaktsiyasi paytida namunani ushlab turish uchun qalinligi taxminan 1 mm va diametri 3 mm bo'lgan ichki BaF2 oynasi bilan qoplangan.Namunaga BrF5 oqimi Ni namunasi ushlagichida kesilgan gaz aralashtirish kanali orqali ta'minlandi.Namuna xonasi, shuningdek, uni vakuumli florlash liniyasidan olib tashlash va keyin azot bilan to'ldirilgan qo'lqop qutisida ochish uchun qayta konfiguratsiya qilindi.Ikki qismli kamera mis qistirmali siqish muhri va EVAC Quick Release CeFIX 38 zanjir qisqichi bilan muhrlangan.Kameraning yuqori qismidagi 3 mm qalinlikdagi BaF2 oynasi namunani bir vaqtning o'zida kuzatish va lazerli isitish imkonini beradi.Namunani yuklagandan so'ng, kamerani yana qisqich bilan mahkamlang va florlangan chiziqqa qayta ulang.Tahlil qilishdan oldin namuna kamerasi adsorbsiyalangan namlikni yo'qotish uchun kechasi vakuum ostida taxminan 95 ° C ga qizdirildi.Bir kechada qizdirilgandan so'ng, kamera xona haroratiga qadar sovushiga ruxsat berildi va keyin namunani o'tkazish paytida atmosferaga ta'sir qiladigan qism namlikni olib tashlash uchun BrF5 ning uchta alikvoti bilan tozalandi.Ushbu protseduralar Hayabusa 2 namunasi atmosferaga ta'sir qilmasligini va namunani yuklash paytida atmosferaga havoga chiqarilgan ftorli chiziq qismidan namlik bilan ifloslanmasligini ta'minlaydi.
Ryugu C0014-4 va Orgueil (CI) zarracha namunalari o'zgartirilgan "yagona" rejimda tahlil qilindi42, Y-82162 (CY) tahlili bir nechta namunali quduqlar41 bo'lgan bitta patnisda o'tkazildi.Ularning suvsiz tarkibi tufayli CY xondritlari uchun bitta usuldan foydalanish shart emas.Namunalar Photon Machines Inc. infraqizil CO2 lazeri yordamida qizdirildi.BrF5 mavjudligida XYZ portaliga o'rnatilgan 50 Vt (10,6 mikron) quvvat.O‘rnatilgan videotizim reaksiya jarayonini kuzatib boradi.Ftorlashdan so'ng, chiqarilgan O2 ikkita kriogen azot tutqichlari va ortiqcha ftorni olib tashlash uchun isitiladigan KBr to'shagi yordamida tozalandi.Tozalangan kislorodning izotopik tarkibi Thermo Fisher MAT 253 ikki kanalli massa spektrometrida taxminan 200 massa ruxsati bilan tahlil qilindi.
Ba'zi hollarda, namunaning reaktsiyasi paytida chiqarilgan gazsimon O2 miqdori 140 mkg dan kam bo'lgan, bu MAT 253 massa spektrometrida ko'pikli qurilmadan foydalanishning taxminiy chegarasi.Bunday hollarda tahlil qilish uchun mikrotomlardan foydalaning.Hayabusa2 zarralarini tahlil qilgandan so'ng, obsidianning ichki standarti ftorlangan va uning kislorod izotop tarkibi aniqlangan.
NF+ NF3+ fragmentining ionlari massasi 33 (16O17O) bo‘lgan nurga xalaqit beradi.Ushbu potentsial muammoni bartaraf etish uchun ko'pchilik namunalar kriyojenik ajratish protseduralari yordamida qayta ishlanadi.Buni MAT 253 tahlilidan oldin oldinga yo'nalishda yoki ikkinchi tahlil sifatida tahlil qilingan gazni maxsus molekulyar elakka qaytarish va kriogen ajratishdan keyin qayta o'tkazish orqali amalga oshirilishi mumkin.Kriogen ajratish gazni suyuq azot haroratida molekulyar elakka etkazib berishni va keyin -130 ° C haroratda birlamchi molekulyar elakka tushirishni o'z ichiga oladi.Keng qamrovli sinovlar shuni ko'rsatdiki, NF+ birinchi molekulyar elakda qoladi va bu usul yordamida hech qanday muhim fraksiyalanish sodir bo'lmaydi.
Ichki obsidian standartlarimizning takroriy tahlillariga asoslanib, körük rejimida tizimning umumiy aniqligi: D17O uchun ±0,053‰, D18O uchun ±0,095‰, D17O (2 sd) uchun ±0,018‰.Kislorod izotopining tahlili standart delta belgisida berilgan, bu erda delta18O quyidagicha hisoblanadi:
Shuningdek, d17O uchun 17O/16O nisbatidan foydalaning.VSMOW - bu Vena dengiz suvi standartining xalqaro standartidir.D17O erni fraksiyalash chizig'idan chetlanishni ifodalaydi va hisoblash formulasi: D17O = d17O - 0,52 × d18O.Qo'shimcha 3-jadvalda keltirilgan barcha ma'lumotlar bo'shliqlarga moslashtirildi.
Ryugu zarralaridan qalinligi taxminan 150 dan 200 nm gacha bo'lgan qismlar Hitachi High Tech SMI4050 FIB asbobi yordamida JAMSTEC, Kochi Core Sampling Institutida olingan.E'tibor bering, barcha FIB bo'limlari N2 gaz bilan to'ldirilgan idishlardan ob'ektlarga o'tkazish uchun chiqarilgandan so'ng, qayta ishlanmagan zarrachalarning qayta ishlanmagan bo'laklaridan tiklangan.Ushbu bo'laklar SR-CT bilan o'lchanmagan, ammo uglerodning K-qirrasi spektriga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan zarar va ifloslanishning oldini olish uchun yer atmosferasiga minimal ta'sir qilish bilan ishlov berilgan.Volfram himoya qatlamini cho'ktirgandan so'ng, qiziqtiradigan hudud (25 × 25 mkm2 gacha) sirt shikastlanishini minimallashtirish uchun 30 kV tezlashtiruvchi kuchlanishda, keyin 5 kV va 40 pA zond oqimida Ga + ion nurlari bilan kesildi va yupqalashtirildi.Keyinchalik ultra yupqa bo'laklar FIB bilan jihozlangan mikromanipulyator yordamida kattalashtirilgan mis to'rga (Kochi mesh) 39 joylashtirildi.
Ryugu A0098 (1,6303 mg) va C0068 (0,6483 mg) granulalari er atmosferasi bilan hech qanday o'zaro ta'sir qilmasdan SPring-8 da sof azot bilan to'ldirilgan qo'lqop qutisiga sof yuqori toza polietilen plitalarga ikki marta muhrlangan.Tokio Metropolitan universitetida JB-1 (Yaponiya Geologik xizmati tomonidan chiqarilgan geologik maʼlumot togʻ jinsi) uchun namuna tayyorlash ishlari olib borildi.
INAA Kioto universiteti Integratsiyalashgan radiatsiya va yadro fanlari institutida o'tkaziladi.Namunalar element miqdorini aniqlash uchun ishlatiladigan nuklidning yarimparchalanish davriga qarab tanlangan turli nurlanish davrlari bilan ikki marta nurlandi.Birinchidan, namuna 30 soniya davomida pnevmatik nurlanish trubkasida nurlantirildi.Shaklda termal va tez neytronlarning oqimlari.3 Mg, Al, Ca, Ti, V va Mn tarkibini aniqlash uchun mos ravishda 4,6 × 1012 va 9,6 × 1011 sm-2 s-1.MgO (99,99% tozalik, Soekawa Chemical), Al (99,9% tozalik, Soekawa Chemical) va Si metall (99,999% tozalik, FUJIFILM Wako Pure Chemical) kabi kimyoviy moddalar ham (n, n) kabi interferentsion yadro reaktsiyalarini tuzatish uchun nurlangan.Neytron oqimidagi o'zgarishlarni tuzatish uchun namuna natriy xlorid (99,99% tozaligi; MANAC) bilan nurlantirildi.
Neytron nurlanishidan so'ng, tashqi polietilen plitasi yangisiga almashtirildi va namuna va mos yozuvlar tomonidan chiqarilgan gamma nurlanishi darhol Ge detektori bilan o'lchandi.Xuddi shu namunalar pnevmatik nurlanish trubkasida 4 soat davomida qayta nurlandi.2 Na, K, Ca, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, As, Content Se, Sb, Os, Ir va Au ni aniqlash uchun mos ravishda 5,6 1012 va 1,2 1012 sm-2 s-1 termal va tez neytron oqimlariga ega.Ga, As, Se, Sb, Os, Ir va Au ning nazorat namunalari ikkita filtr qog'oziga ushbu elementlarning ma'lum konsentratsiyasining standart eritmalarini tegishli miqdorda (10 dan 50 mkg gacha) qo'llash orqali nurlantirildi, so'ngra namunalar nurlandi.Gamma-nurlarini hisoblash Kioto universiteti Integratsiyalashgan radiatsiya va yadro fanlari institutida va Tokio Metropolitan universiteti RI tadqiqot markazida amalga oshirildi.INAA elementlarini miqdoriy aniqlash uchun tahliliy protseduralar va ma'lumotnoma materiallari oldingi ishimizda tasvirlanganlar bilan bir xil.
NIPRda Ryugu namunalari A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) va C0087 (<1 mg) diffraktsiya naqshlarini to'plash uchun rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) ishlatilgan. NIPRda Ryugu namunalari A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) va C0087 (<1 mg) diffraktsiya naqshlarini to'plash uchun rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) ishlatilgan. Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) va NIPR uchun C0087 (<1 mg) sbora diffraktsionnyh kartin obraztsov uchun Rentgenovskiy diraktometr (Rigaku SmartLab) qo'llaniladi. NIPRda Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (≪1 mg) va C0087 (<1 mg) namunalarining diffraktsiya naqshlarini to'plash uchun rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) ishlatilgan.mēngčičičiči(Rigaku SmartLab) NIPR língín Ryugu línín A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) líníC0087 (<1 mg)mēngčičičiči(Rigaku SmartLab) NIPR língín Ryugu línín A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) líníC0087 (<1 mg) Difraktogramma obraztsov Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) va C0087 (<1 mg) NIPR tomonidan qayta ishlash diffraktometrlari (Rigaku SmartLab) dan foydalanish. Ryugu A0029 (<1 mg), A0037 (<1 mg) va C0087 (<1 mg) namunalarining rentgen nurlanishining diffraktsiya naqshlari NIPRda rentgen difraktometri (Rigaku SmartLab) yordamida olingan.Barcha namunalar safir shisha plastinka yordamida kremniyni aks ettirmaydigan gofretda mayda kukunga aylantirildi va keyin hech qanday suyuqliksiz (suv yoki spirt) kremniy aks ettirmaydigan gofretga teng ravishda tarqaldi.O'lchov shartlari quyidagilardan iborat: Cu Ka rentgen nurlanishi 40 kV quvur kuchlanishida va 40 mA trubka oqimida hosil bo'ladi, chegara tirqish uzunligi 10 mm, ajralish burchagi (1/6) °, tekislik ichidagi aylanish tezligi 20 rpm, diapazoni 2th dan 0 ga 0 ga teng va tahlil qilish diapazoni 2th dan 08 ° gacha.Bragg Brentano optikasi ishlatilgan.Detektor bir o'lchovli kremniy yarimo'tkazgichli detektor (D/teX Ultra 250).Cu Kb rentgen nurlari Ni filtri yordamida olib tashlandi.Mavjud namunalar yordamida sintetik magnezium saponit (JCSS-3501, Kunimine Industries CO. Ltd), serpantin (barg serpantin, Miyazu, Nikka) va pirrotit (monoklinik 4C, Chihua, Mexiko Vatt) o'lchovlari cho'qqilarni aniqlash va xalqaro ma'lumotlar markazidan DiDFff ma'lumotlari, dolomit ma'lumotlari ma'lumotlaridan foydalanish uchun taqqoslandi. -071-1662) va magnetit (PDF 00-019-0629).Ryugudan olingan diffraktsiya ma'lumotlari, shuningdek, gidroalterlangan karbonli xondritlar, Orgueil CI, Y-791198 CM2.4 va Y 980115 CY (isitish bosqichi III, 500-750 ° C) haqidagi ma'lumotlar bilan taqqoslandi.Taqqoslash Orgueil bilan o'xshashlikni ko'rsatdi, lekin Y-791198 va Y 980115 bilan emas.
FIB dan tayyorlangan namunalarning ultra yupqa bo'laklarining uglerod qirrasi K bo'lgan NEXAFS spektrlari Molekulyar fanlar instituti (Okazaki, Yaponiya)dagi UVSOR sinxrotron qurilmasida STXM BL4U kanali yordamida o'lchandi.Fresnel zonasi plitasi bilan optik fokuslangan nurning nuqta o'lchami taxminan 50 nm.Energiya pog'onasi yaqin chekka hududning nozik tuzilishi uchun 0,1 eV (283,6–292,0 eV) va oldingi va orqa jabhalar uchun hududlar uchun 0,5 eV (280,0–283,5 eV va 292,5–300,0 eV) ni tashkil qiladi.har bir tasvir pikseli uchun vaqt 2 ms qilib o'rnatildi.Evakuatsiyadan so'ng STXM analitik kamerasi taxminan 20 mbar bosim ostida geliy bilan to'ldirilgan.Bu kamera va namuna ushlagichidagi rentgen optikasi uskunasining termal siljishini kamaytirishga, shuningdek namunaning shikastlanishini va/yoki oksidlanishni kamaytirishga yordam beradi.NEXAFS K-qirrali uglerod spektrlari aXis2000 dasturiy ta'minoti va xususiy STXM ma'lumotlarni qayta ishlash dasturlari yordamida yig'ilgan ma'lumotlardan yaratilgan.E'tibor bering, namunani o'tkazish qutisi va qo'lqop qutisi namunaning oksidlanishi va ifloslanishini oldini olish uchun ishlatiladi.
STXM-NEXAFS tahlilidan so'ng, Ryugu FIB bo'laklarining vodorod, uglerod va azotning izotopik tarkibi JAMSTEC NanoSIMS 50L bilan izotop tasviri yordamida tahlil qilindi.Uglerod va azot izotoplarini tahlil qilish uchun taxminan 2 pA va vodorod izotoplarini tahlil qilish uchun taxminan 13 pA bo'lgan fokuslangan Cs+ birlamchi nuri namunada taxminan 24 × 24 mkm2 dan 30 × 30 mkm2 gacha bo'lgan maydonda rasterlanadi.Nisbatan kuchli birlamchi nur oqimida 3 daqiqalik prespraydan so'ng, har bir tahlil ikkilamchi nur intensivligi barqarorlashgandan so'ng boshlandi.Uglerod va azot izotoplarini tahlil qilish uchun 12C–, 13C–, 16O–, 12C14N– va 12C15N– tasvirlari bir vaqtning oʻzida ettita elektron multiplikatorli multipleksni aniqlash yordamida 9000 ga yaqin massa ruxsati bilan olingan, bu barcha tegishli izotopik birikmalarni ajratish uchun yetarli.shovqin (ya'ni 13C da 12C1H va 12C15N da 13C14N).Vodorod izotoplarini tahlil qilish uchun 1H-, 2D- va 12C- tasvirlari uchta elektron ko'paytirgich yordamida bir nechta aniqlash bilan taxminan 3000 massa o'lchamlari bilan olingan.Har bir tahlil uglerod va azot izotopini tahlil qilish uchun 256 × 256 piksel va vodorod izotopini tahlil qilish uchun 128 × 128 pikseldan iborat bo'lgan bir xil hududning 30 ta skanerlangan tasviridan iborat.Kechikish vaqti uglerod va azot izotop tahlili uchun piksel boshiga 3000 mks va vodorod izotop tahlili uchun 5000 mks.Biz vodorod, uglerod va azot izotopi standartlari sifatida 1-gidroksibenzotriazol gidratini instrumental massa fraksiyasini kalibrlash uchun ishlatdik45.
FIB C0068-25 profilidagi presolar grafitning kremniy izotopik tarkibini aniqlash uchun biz taxminan 9000 massa o'lchamlari bilan oltita elektron ko'paytirgichdan foydalandik. Tasvirlar piksel boshiga 3000 mks kechikish vaqti bilan 256 × 256 pikseldan iborat.Biz vodorod, uglerod va kremniy izotoplari standartlari sifatida kremniy gofretlardan foydalangan holda massa fraksiyasi asbobini kalibrladik.
Izotop tasvirlari NASAning NanoSIMS45 tasvirlash dasturi yordamida qayta ishlandi.Ma'lumotlar elektron multiplikatorining o'lik vaqti (44 ns) va kvazi-bir vaqtning o'zida kelishi effektlari uchun tuzatildi.Qabul qilish paytida tasvirning siljishini tuzatish uchun har bir tasvir uchun turli xil skanerlash moslamasi.Yakuniy izotop tasviri har bir skanerlash pikseli uchun har bir tasvirdan ikkilamchi ionlarni qo'shish orqali yaratiladi.
STXM-NEXAFS va NanoSIMS tahlilidan so'ng, xuddi shu FIB bo'limlari JAMSTEC, Kochi shahrida 200 kV tezlashtiruvchi kuchlanishda transmissiya elektron mikroskopi (JEOL JEM-ARM200F) yordamida tekshirildi.Mikrotuzilma qorong'u maydonda yorqin maydon TEM va yuqori burchakli skanerlash TEM yordamida kuzatildi.Mineral fazalar nuqta elektron diffraktsiyasi va panjara tasmasi tasvirlash orqali aniqlandi va kimyoviy tahlil EDS tomonidan 100 mm2 silikon drift detektori va JEOL Analysis Station 4.30 dasturi bilan amalga oshirildi.Miqdoriy tahlil qilish uchun har bir element uchun xarakterli rentgen nurlarining intensivligi TEM skanerlash rejimida ma'lumotlarni olishning belgilangan vaqti 30 s, nurni skanerlash maydoni ~ 100 × 100 nm2 va nur oqimi 50 pA bilan o'lchandi.Qatlamli silikatlardagi (Si + Al) - Mg-Fe nisbati tabiiy piropagarnet standartidan olingan qalinligi bo'yicha tuzatilgan k eksperimental koeffitsienti yordamida aniqlandi.
Ushbu tadqiqotda foydalanilgan barcha tasvirlar va tahlillar JAXA maʼlumotlarni arxivlash va aloqa tizimida (DARTS) https://www.darts.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa2 da mavjud.Ushbu maqola asl ma'lumotlarni taqdim etadi.
Kitari, K. va boshqalar.Hayabusa2 NIRS3 asbobi tomonidan kuzatilgan 162173 Ryugu asteroidining sirt tarkibi.Fan 364, 272–275.
Kim, AJ Yamato tipidagi uglerodli xondritlar (CY): Ryugu asteroid yuzasining analoglari?Geokimyo 79, 125531 (2019).
Pilorjet, S. va boshqalar.Ryugu namunalarining birinchi kompozitsion tahlili MicroOmega giperspektral mikroskop yordamida amalga oshirildi.Milliy astron.6, 221–225 (2021).
Yada, T. va boshqalar.C tipidagi asteroid Ryugudan qaytarilgan Hyabusa2 namunasining dastlabki tahlili.Milliy astron.6, 214–220 (2021).