揭秘小行星龙宫，HORIBA参与龙宫样本研究【下篇】|前沿应用

通过《随隼鸟2号探测器，共同探访46亿岁小行星“龙宫”【上篇】》，我们了解到小行星龙宫是太阳系形成之时所留的残片，至今仍保留着太阳系早期的原始信息。而科学家们对龙宫的研究，将有助于进一步了解太阳系和地球的起源。

2021年，HORIBA与来自美国和法国等六个国家的约50名科学家，受邀组成了化学分析团队，参加了对小行星龙宫的研究。

重要的化学分析

化学分析是研究龙宫的第 一步，它将揭示龙宫样本的基本信息，其中包括样本中的元素组成和化学特性。为此，HORIBA为检测龙宫样本准备了定制化样品池，保证样品在运输和检测转移过程中能保持稳定，并使用了微区X射线荧光光谱仪对仅有5.4克的样本进行了无损元素分析，同时使用了拉曼光谱仪识别了样本的分子结构。

接下来，让我们一起看看具体的检测过程。

HORIBA实验室

01定制化样品池-保证无损非接触性分析

首先，不同于常规检测样品，小行星龙宫的样本仅有5.4克，且需要经过漫长反复的实验，样本需要一个稳定的储存空间，保证在实验过程中样品不会受损。

HORIBA化学团队针对小行星龙宫的微量样本，研发了定制化样品池。样品池是一个刻在树脂板上的孔，下面有一层聚酯薄膜固定样本。样品池还通过在外盖上使用铝来确保强度。在使用样品时，只需取下铝盖，操作简易方便。

从小行星龙宫采集的样本©JAXA

HORIBA定制的样品池，能够保证在小行星龙宫的样本在储存、运输和分析过程中避免暴露在环境中而遭受污染。此外，在研究过程中，样品池也可以保证龙宫的样本各种分析仪之间往来期间，保持在最 佳分析状态。

样品池

02微区X射线荧光光谱仪确定元素组成

接下来，研究人员将对样品进行化学分析。

龙宫的样本量非常小，仅有5.4g。然而HORIBA化学团队的微区X射线荧光光谱仪的优势就是可以对样品进行微量分析。这种检测技术的工作原理是用X射线照射材料，并捕获材料被激发出的光，这种光被称为“荧光X射线”。同时，微区X射线荧光光谱仪在可对小行星龙宫的样本中元素的类型和含量进行重复无损分析。

用于分析样本的微区X射线荧光光谱仪©JAXA

每种元素拥有唯 一的荧光X射线，因此通过X射线荧光光谱检测可以识别样品中的元素。来自小行星龙宫的样本，其组成矿物中元素的分布不均匀，在检测过程中往往需要重复进行微量元素分析。同时，由于小行星龙宫的样本内含有大量有机碳，因此在分析检测的过程中，X射线光谱仪还需要寻找碳以及其他元素的足迹。于是，HORIBA使用了X射线荧光分析显微镜和同位素显微镜，配合X射线光谱仪来识别龙宫样本中的化学元素，从而确定它们的占比并了解它们形成的环境。

03 拉曼光谱仪-识别分子结构

X射线荧光分析仪完成分析龙宫样本的组成元素及含量后，拉曼光谱将揭示样本中的分子结构。

拉曼光谱是一种利用光来表征材料的分析技术。当用光照射材料时，材料会发出不同波长的光，称为“拉曼散射光”。不同材料的“拉曼散射光”的波长和强度具有独特性，因此拉曼光谱可用于确定样品材料的成分、分子结构、应力和其他特征。

使用拉曼光谱仪识别矿物

在检测过程中，前面的X射线荧光分析可以发现元素氧（O）和铁（Fe）的存在，但无法确定它们是以Fe2O3（氧化铁）还是Fe3O4（四氧化三铁）或其他的键合形式。而这两种铁氧化物，虽然是由相同的元素组成，但它们是完全不同的矿物。这时候，可以通过不同分子结构的拉曼光谱差异来识别。除此之外，通过拉曼光谱仪的检测，可以将小行星龙宫的样本与之前坠落地球上的陨石成分进行对比分析，从而更进一步研究小行星龙宫的特质。

通过仪器检测小行星龙宫的样本，也许只是科学家们了解宇宙的一小部分，但也是重要的组成部分。就像一场马拉松接力赛，通过对样本化学分析，可以了解小行星龙宫是由什么物质组成，为之后的研究定好方向，打好基础。

宇宙茫茫，但人们对于太空的探索从未停止，HORIBA团队也将与全世界的科研人员，继续为推动太空发展而努力做出贡献。