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Linking Cause and Effect: Nanoscale Vibrational Spectroscopy of Space Weathering from Asteroid Ryugu

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  • معلومة اضافية
    • Contributors:
      Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET); Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Laboratoire de Physique des Solides (LPS); Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut Michel Eugène Chevreul - FR 2638 (IMEC); Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE); Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG); Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ); Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes 2016-2019 (UGA 2016-2019 )-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes 2016-2019 (UGA 2016-2019 ); Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ); Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France; University of Kent Canterbury; Centrale Lille-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE); Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN); Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF); Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA); Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL); Kyoto University; Hokkaido University Sapporo, Japan; The Hayabusa2 project has been developed and led by JAXA in collaboration with Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) and Centre national d'études spatiales (CNES), and supported by NASA and Australian Space Agency (ASA). We thank all the members of the Hayabusa2 project for their technical and scientific contributions. This work was carried out on the electron microscopy facility of the Advanced Characterization Platform of the Chevreul Institute, University of Lille—CNRS. This project has been funded by ISITE ULNE and the "Métropole Européenne de Lille" through the "TEM-Aster project," the LARCAS ANR (Reference No. SAN-22199). It has also been funded by in part by the National Agency for Research (ANR) under the program of future investment TEMPOS-CHROMATEM (Reference No. ANR-10-EQPX-50). Micro-infrared spectroscopy was performed at the Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG). European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant Agreements No. 823717 (ESTEEM3). The Chevreul Institute is thanked for its help in the development of this work through the CHEMACT project supported by the "Ministère de l'Enseignement Supérieur de la Recherche et de l'Innovation," the region "Hauts-de-France" and the "Métropole Européenne de Lille." JSPS KAKENHI grant numbers related to this study are 19H00725, 19K0094, and 21H05424. This research was supported by the H2020 European Research Council (ERC) (SOLARYS ERC-CoG2017-771691). We acknowledge the funding by the Spanish University Ministry and Next Generation EU through a Margarita Salas fellowship. We acknowledge SOLEIL for provision of synchrotron radiation facilities and we would like to thank R.Belkhou, S.Stanescu, and S.Swaraj for assistance in using beamline "Hermes."; Renatech Network; CMNF; ANR-22-CE49-0009,LARCAS,Analyse en laboratoire des échantillons d'astéroïdes carbonés retournés(2022); ANR-16-IDEX-0004,ULNE,ULNE(2016); ANR-10-EQPX-0050,TEMPOS,Microscopie electronique en transmission sur le plateau Palaiseau Orsay Saclay(2010); European Project: 823717, H2020-EU.1.4. - EXCELLENT SCIENCE - Research Infrastructures / H2020-EU.1.4.1.2. - Integrating and opening existing national and regional research infrastructures of European interest,10.3030/823717,ESTEEM3(2019); European Project: ERC-CoG2017-771691,SOLARYS
    • بيانات النشر:
      HAL CCSD
      IOP Publishing
    • الموضوع:
      2024
    • Collection:
      Université Grenoble Alpes: HAL
    • نبذة مختصرة :
      International audience ; Abstract Airless bodies are subjected to space-weathering effects that modify the first few microns of their surface. Therefore, understanding their impact on the optical properties of asteroids is key to the interpretation of their color variability and infrared reflectance observations. The recent Hayabusa2 sample return mission to asteroid Ryugu offers the first opportunity to study these effects, in the case of the most abundant spectral type among the main-asteroid belt, C-type objects. This study employs vibrational electron energy-loss spectroscopy in the transmission electron microscope to achieve the spatial resolution required to measure the distinct mid-infrared spectral signature of Ryugu's space-weathered surface. The comparison with the spectrum of the pristine underlying matrix reveals the loss of structural -OH and C-rich components in the space-weathered layers, providing direct experimental evidence that exposure to the space environment tends to mask the optical signatures of phyllosilicates and carbonaceous matter. Our findings should contribute to rectifying potential underestimations of water and carbon content of C-type asteroids when studied through remote sensing with new-generation telescopes. ; Les corps dépourvus d'atmosphère tels que les astéroïdes sont soumis à des effets d’altération spatiale qui modifient les premiers microns de leur surface. Par conséquent, la compréhension de leur impact sur les propriétés optiques de ces astéroïdes est essentielle pour l’interprétation de leur variabilité spectrale par réflectance dans infrarouge. La récente mission de retour d’échantillon Hayabusa2 sur l’astéroïde Ryugu offre la première opportunité d’étudier ces effets, dans le cas du type spectral le plus abondant parmi la ceinture d’astéroïdes principaux, les astéroïdes de type C. Cette étude utilise la spectroscopie de perte d’énergie des électrons vibratoires dans le microscope électronique à transmission pour atteindre la résolution spatiale requise pour mesurer ...
    • Relation:
      info:eu-repo/grantAgreement//823717/EU/Enabling Science and Technology through European Electron Microscopy/ESTEEM3; info:eu-repo/grantAgreement//ERC-CoG2017-771691/EU/Composition of solar system small bodies/SOLARYS; hal-04505901; https://hal.univ-lille.fr/hal-04505901; https://hal.univ-lille.fr/hal-04505901/document; https://hal.univ-lille.fr/hal-04505901/file/Laforet_2024_ApJL_963_L45.pdf
    • الرقم المعرف:
      10.3847/2041-8213/ad2b65
    • Rights:
      http://creativecommons.org/licenses/by/ ; info:eu-repo/semantics/OpenAccess
    • الرقم المعرف:
      edsbas.DEE8D207