FEB. 28, 2024
Ultim Max 170能谱仪分析NASA“贝努”小行星样品
2016年9月，美国宇航局（NASA）发射了OSIRIS-Rex（冥王号）深空探测器。冥王号抵达一颗名为“贝努”的近地小行星后，在小行星表面的风化层采集了岩石和尘埃样本并返回。该任务旨在帮助科学家探索行星的形成过程以及生命的起源，同时深化对撞地小行星的理解。
2023年9月24日，“冥王号”携带样本于返回地球，着陆在犹他州。不幸的是，密封仓的紧固件出现故障，直到今天，科学家们仍然无法拿到其中的大部分样本。不过，科学家们在取样器头部外部收集到了70.3 g物质。研究人员使用Ultim Max探测器准确地分析了这些岩石和尘埃的组分及分布（如图1）。EDS分析得到的X射线谱图显示样品中含有碳和水！这对理解生命的起源和地外资源的潜力具有重要意义。
在拆卸样品回收舱和相关硬件过程中，相关人员将收集到的附着在内部表面上的100 mg细小粉尘交由样品分析小组成员进行分析。分析小组成员计划利用光学显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜和其他方法确定尘埃中的矿物，分析它们的种类，并确定丰度高于5%的矿物。
在扫描电子显微镜平台上，研究人员开发了一套基于EDS分析矿物的流程和技术。为了验证该技术的有效性，研究人员测试了包括Murchison陨石粉末、和Orgueil陨石以及模拟样本在内的数个样本。
研究人员将粉尘置于铍板上，并蒸镀约5 nm碳膜来消除表面电荷，改善成像和化学表征效果。研究人员使用Ultim Max 170探测器（如图2）分析粉末的元素含量，分析时使用的加速电压为15kV，束流约1nA，点分析和面分析时EDS信号采集时间为30~200 s。
在分析Murchison陨石粉末时，研究人员使用到了牛津仪器EDS技术的高级功能AZtecFeature。AZtecFeature是一个高度自动化的分析平台，用于大数量颗粒物的采集。它采集的数据包含颗粒物的形貌和成分信息，统计结果显示出矿物颗粒的种类、数量和成分信息。AZtecFeature的分类标准支持多层次分类，用户可以在一个大类中下设多个子类，设置非常灵活。AZtecFeature分析了Murchison陨石粉末中约1000个粉末颗粒，图3从上到下给出了中各矿物的丰度高低排序。
基于以上测试结果，研究人员将使用Ultim Max 探测器和AZtecFeature可以快速识别“贝努”样本中的矿物颗粒，分析出大数量颗粒的统计信息，从大样本中快速筛选出进一步研究的颗粒，帮助科学家揭示更多“贝努”的奥秘。
该研究受到NASA支持，后续将继续通过新前沿项目（New Frontiers Program）发布研究成果。
