En ny analys av keramiska chips inbäddade i meteoriter tyder på att bildningen av vårt solsystem inte var så tyst och ordnad som vi en gång trodde.

En ny studie från forskare från University of Chicago bygger bevis för att babysolsystemet sannolikt bevittnade vilda temperatursvängningar och förändrade förhållanden - vilket motsäger den decennier gamla teorin om att solsystemet gradvis och stadigt hade svalnat efter solens bildande.

Publicerad 6 januari in Vetenskapens framsteg , studien hittar sina svar i gåvor från yttre rymden. Eftersom stenar på jorden ständigt dras under tektoniska plattor, smält och reformerat, de ger inte mycket bevis för hur vårt solsystem såg ut för fyra och en halv miljard år sedan. Istället, forskare tittar på meteoriter.

"Dessa meteoriter är i grunden aggregat av det stoft som fanns i solnebulosan när planeterna bildades, sa Nicolas Dauphas, professor vid institutionen för geofysiska vetenskaper vid University of Chicago och medförfattare till artikeln. "De är en ögonblicksbild av vad som pågick under den specifika tidsperioden."

En speciell sorts meteorit som kallas en kolhaltig kondrit kommer ofta översållad med bitar av keramiskt material, som chokladbitar i en kaka. Dessa chips är ännu äldre än deras kakor; de tros vara vittnen till de första 100, 000 år av vårt solsystem.

I årtionden, forskare har analyserat meteoriter för att försöka förstå förhållandena i det tidiga solsystemet, som kan ge ledtrådar om hur planeterna bildades. (Mycket av detta pionjärarbete gjordes vid University of Chicago under hela 1900-talet.) Den rådande uppfattningen var att solen hade svalnat försiktigt och stadigt, och föremål som keramiska chips bildades av solgas som tyst hade kondenserats.

Men några andra nya fynd har fått forskare att ifrågasätta denna uppfattning, och ny teknik gör att vi nu kan göra mycket mer rigorösa studier. Beväpnad med nya tekniker, UChicago doktorand Justin Hu försökte analysera sammansättningen av de keramiska chipsen med extrem precision.

Hu och Dauphas ville mäta mängden olika isotoper i chipsen, som kan berätta om förhållandena i gasen när flisen bildades. Använder komplex utrustning i Dauphas Origins Lab, inklusive ett unikt patenterat reningssystem som teamet utvecklat, Hu mätte isotoperna för åtta olika element inuti chipsen.

"De hade inte den signatur vi förväntade oss, sa Hu, vem är den första författaren till studien. "Resultaten visade att temperaturer som dessa keramiska inneslutningar stötte på när de bildades skulle ha varit över 1, 600 Kelvin - eller ungefär 2, 400 grader Fahrenheit - över tiotals till hundratals år."

Den här bilden indikerar en ung stjärna som blossade och fluktuerade under en lång tidsperiod, påverkar allt runt omkring.

Forskare hade observerat sådana extrema flammor runt unga stjärnor i andra solsystem, men de var inte säkra på om detta hände i vårt eget system.

"Att förstå dessa förhållanden är mycket viktigt eftersom det sätter scenen för bildandet av planeterna, " Sa Dauphas. "De kan berätta om processerna som formade sammansättningen av solsystemets planeter - till exempel, varför har jorden och Mars olika smink?"

"Detta är inte det första beviset på att de tidiga stadierna av vår sol var våldsamma år, " sa prof. Andrew M. Davis, en annan medförfattare, "men det finns en rikedom i dessa fynd som gör att vi kan säga mer om tidsskalan över vilken detta inträffade - vilket är många, många dagar."

Davis var bland en grupp UChicago-forskare som genomförde några av de första sådana studierna på liknande meteoriter redan på 1970-talet. "Justin har nu bevisat att den primära processen var avdunstning, inte kondens, " sa han. "Det är mycket tillfredsställande att se våra idéer från en lång tid tillbaka som delvis var rätt, men också att se dem visat sig ha fel på ett riktigt elegant och kvantitativt sätt."