소행성 류구(Ryugu)의 나노규모 자구 상태 시각화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14096(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

소행성 류구(Ryugu)에서 채취한 샘플에서 자철광은 성운 자기장으로 인해 자연적인 잔류 자화를 나타내는 반면, 동시에 성장한 황화철은 안정적인 잔류 자화를 나타내지 않습니다. 이러한 직관에 반하는 특징을 명확히 하기 위해 우리는 전자 홀로그래피를 사용하여 나노 크기의 자구 구조를 관찰했으며 프람보이드 자철석은 벌크 값과 유사한 300 A m−1의 외부 자기장을 가지며 이웃 자철석과의 상호 작용에 의해 자기 안정성이 향상된다는 것을 발견했습니다. , 디스크 자기장이 기록되도록 허용합니다. 마이크로미터 크기의 황철석은 자구벽 이동의 짧은 이완 시간으로 인해 오랜 시간에 걸쳐 자연 잔류 자화를 유지할 수 없는 다중 영역 자성 구조를 나타낸 반면, 서브미크론 크기의 황화물은 비자성 상을 형성했습니다. 이러한 결과는 소행성 류구(Ryugu)의 모체에서 수성 변화가 일어나는 동안 자철석과 황화물이 동시에 형성되었을 수 있음을 보여줍니다.

암석은 자신이 경험한 환경을 반영하는 잔류 자화를 획득하며, 태양계 시대가 지나도 이 자화를 유지할 수 있습니다1. 따라서 운석 등 외계물질의 잔류자화를 연구함으로써 태양계가 형성될 당시의 질량강착률을 성운자기장2으로부터 구하고, 성운의 이완온도로부터 다양한 광물이 겪는 최대온도를 추정하였다. 준안정 자기 도메인(transdomain) 구조3. 잔류 자화 연구에서는 전체 암석 샘플의 잔류 벡터를 단계적 감자로 측정하고, 감자 세그먼트의 잔류 캐리어는 자성 광물의 거시적 자기 특성을 기반으로 해석됩니다. 그러나 거시적 자기 특성과 작은 자성 광물 입자 사이의 연관성은 모호하며, 잔류 기록을 정확하게 해석하고 성운 환경에 대한 통찰력을 제공하려면 자성 광물의 형태와 자구 구조를 직접 관찰하는 것이 분명히 필요합니다. 각 광물이 형성된 시간과 장소.

운석 분석에서는 운석이 지구에 떨어진 시점과 분석을 수행하는 시점 사이의 기간에 따라 지구에 의한 점성 잔류자화로 인해 원래의 자연 잔류자화를 파악하기가 더욱 어려워진다. 샘플의 육지 풍화로 인한 자기장 및 광물 변화. 따라서 자성 광물이 원래의 자구 구조를 유지했는지 또는 운석의 잔류 자화의 주요 구성 요소가 모체에서 획득되었는지 여부를 결정하는 것이 때로는 어렵습니다.

이에 반해 하야부사2 탐사선에 의해 지구 근접 C형 소행성(162173) 류구에서 수집해 2020년 12월 지구로 돌아온 샘플에는 이력이 뚜렷하며, 100년 동안만 지구 자기장과 대기에 노출됐다. 짧은 시간. 류구 표면에서 어디서, 어떻게 채취되었는지 등 샘플의 출처에 대한 자세한 정보도 알려져 있으며, 채취 후 온도 이력(<65°C, 소행성의 주간 표면 온도보다 낮음)은 클리어4,5.

소행성 Ryugu의 샘플은 Ivuna(원시 운석) 유형6,7,8,9,10의 탄소질 콘드라이트에 해당합니다. 탄소질 콘드라이트에 존재하는 자철석, 황화물, 금속철 또는 철-니켈 합금과 같은 자성 광물은 자연적인 잔류 자화를 나타낼 것으로 예상됩니다. 실제로 Ryugu 샘플의 벌크 잔류 자화를 체계적으로 측정한 결과, 존재하는 강자성 광물은 서브미크론에서 마이크론 범위 크기의 세립 자철광 입자, 서브미크론에서 수백 마이크론 범위 크기의 황철석 입자인 것으로 나타났습니다. , 및 미크론 크기 이상의 거친 입자의 자철석 입자(잔존 자화에 대한 기여도에 따라 내림차순).