一個大型的國際合作項目利用英國的國家同步輻射設施- 鑽石光源（Diamond）來檢查從一顆近地小行星上收集的顆粒，以提高我們對太陽系進化的理解。來自萊斯特大學的一個研究小組利用鑽石光源的納米探針光束線I14，使用X射線吸收近緣光譜（XANES）對龍宮小行星的一個碎片進行了化學分析。

通過繪製小行星材料內元素的化學狀態圖，研究了小行星的詳細組成。此外，鑽石公司電子物理科學成像中心（ePSIC）的一台電子顯微鏡被用來檢查小行星的顆粒。

朱莉婭-帕克是鑽石公司I14的首席光束線科學家，她說：”X射線納米探針使科學家能夠在微米到納米的長度尺度上檢查他們的樣品的化學結構，這與ePSIC的納米到原子分辨率的成像相輔相成。能夠為了解這些獨特的樣品做出貢獻，並與萊斯特大學的團隊合作，展示光束線的技術以及ePSIC的相關技術如何有利於未來的樣品返回任務，這是非常令人興奮的。”

在E01 ePSIC拍攝的龍宮蛇紋石和氧化鐵礦物的圖像資料來源：ePSIC/萊斯特大學

在Diamond收集的數據有助於對該小行星上的空間風化特徵進行更廣泛的研究。原始的小行星樣本使合作者能夠探索空間風化如何改變像龍宮這樣的碳質小行星表面的物理和化學成分。

研究人員發現，龍宮的表面是脫水的，這很可能是空間風化造成的。最近發表在《自然-天文學》上的這項研究結果使作者得出結論，表面看起來乾燥的小行星可能富含水分，可能需要修改我們對小行星類型的豐度和小行星帶的形成歷史的理解。

龍宮是一顆近地小行星，直徑約900米，於1999年在火星和木星之間的小行星帶中首次被發現。它以神話中龍神的海底宮殿命名。2014年，日本國家航天局（JAXA）發射了隼鳥2號，一個小行星樣本返回任務，探測器與龍宮小行星會合，並從其表面和次表層收集材料樣本。該航天器於2020年返回地球，釋放出一個包含小行星珍貴碎片的太空艙。這些小樣本被分發到世界各地的實驗室進行科學研究，包括萊斯特大學的物理與天文學和太空公園學院，論文的作者之一約翰-布里奇斯是行星科學教授。

約翰說：”這項收集太陽系最原始的碳質構件樣本的獨特任務需要世界上最詳細的顯微鏡，這就是為什麼JAXA和細粒礦物學團隊希望我們在鑽石的X射線納米探針光束線上分析樣本。我們幫助揭示了這顆小行星上空間風化的性質，微隕石撞擊和太陽風產生了脫水的蛇紋石礦物，以及相關的從氧化的Fe3+到更多還原的Fe2+的還原現象。積累研究從小行星返回的樣本的經驗是很重要的，就像隼鳥2號任務那樣，因為很快就會有來自其他類型的小行星、月球和未來10年內的火星的新樣本返回地球。由於我們在Diamond的設施和ePSIC的電子顯微鏡，英國研究人員將能夠進行一些關鍵的分析。”

龍宮的構件是地球形成之前早期太陽系中水、礦物和有機物之間相互作用的殘留物。了解小行星的組成可以幫助解釋早期太陽系如何發展，以及隨後地球如何形成。它們甚至可以幫助解釋地球上的生命是如何產生的，小行星被認為提供了地球上大部分的水以及有機化合物，如氨基酸，它提供了所有人類生命的基本構建模塊。

從這些微小的小行星樣本中收集到的信息將幫助我們更好地了解行星和恆星的起源，以及生命本身的起源。無論是小行星的碎片、古代繪畫，還是未知的病毒結構，在同步輻射儀上，科學家可以使用比傳統顯微鏡強大1萬倍的機器來研究他們的樣品。