During its approach to asteroid (101955) Bennu, NASA's Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) spacecraft surveyed Bennu's immediate environment, photometric properties, and rotation state. Discovery of a dusty environment, a natural satellite, or unexpected asteroid characteristics would have had consequences for the mission's safety and observation strategy. Here we show that spacecraft observations during this period were highly sensitive to satellites (sub-meter scale) but reveal none, although later navigational images indicate that further investigation is needed. We constrain average dust production in September 2018 from Bennu's surface to an upper limit of 150 g s-1 averaged over 34 min. Bennu's disk-integrated photometric phase function validates measurements from the pre-encounter astronomical campaign. We demonstrate that Bennu's rotation rate is accelerating continuously at 3.63 ± 0.52 × 10-6 degrees day-2, likely due to the Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP) effect, with evolutionary implications.

Meteorites and their components have anomalous oxygen isotopic compositions characterized by large variations in 18 O/ 16 O and 17 O/ 16 O ratios. On the basis of recent observations of star-forming regions and models of accreting protoplanetary disks, we suggest that these variations may originate in a parent molecular cloud by ultraviolet photodissociation processes. Materials with anomalous isotopic compositions were then transported into the solar nebula by icy dust grains during the collapse of the cloud. The icy dust grains drifted toward the Sun in the disk, and their subsequent evaporation resulted in the 17 O- and 18 O-enrichment of the inner disk gas.

Laboratory analysis of samples returned from an asteroid establishes a direct link between asteroids and meteorites and provides clues to the complex history of the asteroid and its surface.

Abstract C-type asteroids 1 are considered to be primitive small Solar System bodies enriched in water and organics, providing clues to the origin and evolution of the Solar System and the building blocks of life. C-type asteroid 162173 Ryugu has been characterized by remote sensing 2–7 and on-asteroid measurements 8,9 with Hayabusa2 (ref. 10 ). However, the ground truth provided by laboratory analysis of returned samples is invaluable to determine the fine properties of asteroids and other planetary bodies. We report preliminary results of analyses on returned samples from Ryugu of the particle size distribution, density and porosity, spectral properties and textural properties, and the results of a search for Ca–Al-rich inclusions (CAIs) and chondrules. The bulk sample mainly consists of rugged and smooth particles of millimetre to submillimetre size, confirming that the physical and chemical properties were not altered during the return from the asteroid. The power index of its size distribution is shallower than that of the surface boulder observed on Ryugu 11 , indicating differences in the returned Ryugu samples. The average of the estimated bulk densities of Ryugu sample particles is 1,282 ± 231 kg m −3 , which is lower than that of meteorites 12 , suggesting a high microporosity down to the millimetre scale, extending centimetre-scale estimates from thermal measurements 5,9 . The extremely dark optical to near-infrared reflectance and spectral profile with weak absorptions at 2.7 and 3.4 μm imply a carbonaceous composition with indigenous aqueous alteration, matching the global average of Ryugu 3,4 and confirming that the sample is representative of the asteroid. Together with the absence of submillimetre CAIs and chondrules, these features indicate that Ryugu is most similar to CI chondrites but has lower albedo, higher porosity and more fragile characteristics.

We report primordial aqueous alteration signatures in water-soluble organic molecules from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu by the Hayabusa2 spacecraft of JAXA. Newly identified low-molecular-weight hydroxy acids (HO-R-COOH) and dicarboxylic acids (HOOC-R-COOH), such as glycolic acid, lactic acid, glyceric acid, oxalic acid, and succinic acid, are predominant in samples from the two touchdown locations at Ryugu. The quantitative and qualitative profiles for the hydrophilic molecules between the two sampling locations shows similar trends within the order of ppb (parts per billion) to ppm (parts per million). A wide variety of structural isomers, including α- and β-hydroxy acids, are observed among the hydrophilic molecules. We also identify pyruvic acid and dihydroxy and tricarboxylic acids, which are biochemically important intermediates relevant to molecular evolution, such as the primordial TCA (tricarboxylic acid) cycle. Here, we find evidence that the asteroid Ryugu samples underwent substantial aqueous alteration, as revealed by the presence of malonic acid during keto-enol tautomerism in the dicarboxylic acid profile. The comprehensive data suggest the presence of a series for water-soluble organic molecules in the regolith of Ryugu and evidence of signatures in coevolutionary aqueous alteration between water and organics in this carbonaceous asteroid.

Abstract A melilite‐rich, compact type A Ca‐Al‐rich inclusion (CAI), KU‐N‐02, from the reduced CV3 chondrite Northwest Africa 7865, is mantled by an åkermanite‐poor layer. We carried out a combined study of petrographic observations and in situ O and Al–Mg isotopic measurements for KU‐N‐02. The core shows a typical texture of igneous compact type A CAIs. The mantle consists of spinel, åkermanite‐poor melilite, and perovskite. Individual mantle melilite crystals show reverse zoning toward the crystal grain boundary, in contrast to core melilite crystals showing normal zoning. The O isotopic compositions of the minerals in KU‐N‐02 plot along the carbonaceous chondrite anhydrous mineral line on a three O‐isotope diagram. The mantle and core spinel crystals are uniformly 16 O‐rich (Δ 17 O ~ −23‰). The mantle melilite crystals exhibit variable O isotopic compositions ranging between Δ 17 O ~ −2‰ and −9‰, in contrast to the uniformly 16 O‐poor (Δ 17 O ~ −2‰) core melilite. The mantle melilite crystals also exhibit variable δ 25 Mg values (δ 25 Mg DSM‐3 ~ −2‰ to +3‰) compared with the nearly constant δ 25 Mg values of the core melilite (δ 25 Mg DSM‐3 ~ +2‰). The mantle minerals are likely to have formed by condensation from the solar nebular gas after core formation. The Al–Mg mineral isochrons of the core and mantle give initial 26 Al/ 27 Al ratios of (4.66 ± 0.15) × 10 −5 and (4.74 ± 0.14) × 10 −5 , respectively. The age difference between the core and mantle formation is estimated to be within ~0.05 Myr, implying that both melting and condensation processes in the variable O isotopically solar nebular environments occurred within a short time during single CAI formation.

Abstract Returned samples from the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu provide pristine information on the original aqueous alteration history of the Solar System. Secondary precipitates, such as carbonates and phyllosilicates, reveal elemental partitioning of the major component ions linked to the primordial brine composition of the asteroid. Here, we report on the elemental partitioning and Mg isotopic composition ( 25 Mg/ 24 Mg) of breunnerite [(Mg, Fe, Mn)CO 3 ] from the Ryugu C0002 sample and the A0106 and C0107 aggregates by sequential leaching extraction of salts, exchangeable ions, carbonates, and silicates. Breunnerite was the sample most enriched in light Mg isotopes, and the 25 Mg/ 24 Mg value of the fluid had shifted lower by ~0.38‰ than the initial value (set to 0‰) before dolomite precipitation. As a simple model, the Mg 2+ first precipitated in phyllosilicates, followed by dolomite precipitation, at which time ~76−87% of Mg 2+ had been removed from the primordial brine. A minor amount of phyllosilicate precipitation continued after dolomite precipitation. The element composition profiles of the latest solution that interacted with the cation exchange pool of Ryugu were predominantly Na-rich. Na + acts as a bulk electrolyte and contributes to the stabilization of the negative surface charge of phyllosilicates and organic matter on Ryugu.