I början av 2016 en iskall besökare från kanten av vårt solsystem susade förbi jorden. Den blev en kort stund synlig för stjärnskådare som kometen Catalina innan den slungade förbi solen för att försvinna ut ur solsystemet för alltid.

Bland de många observatorier som fångade en bild av denna komet, som dök upp i närheten av Stora björnen, var Stratosfärobservatoriet för infraröd astronomi (SOFIA), NASA:s teleskop på ett flygplan. Genom att använda ett av dess unika infraröda instrument, SOFIA kunde plocka fram ett välbekant fingeravtryck i det dammiga skenet från kometens svans - kol.

Nu hjälper denna engångsbesökare till vårt inre solsystem att förklara mer om vårt eget ursprung när det blir uppenbart att kometer som Catalina kunde ha varit en viktig källa till kol på planeter som Jorden och Mars under den tidiga bildandet av solsystemet.

Nya resultat från SOFIA, ett gemensamt projekt av NASA och German Aerospace Center, publicerades i Planetary Science Journal.

"Kol är nyckeln till att lära sig om livets ursprung, sa tidningens huvudförfattare, Charles "Chick" Woodward, en astrofysiker och professor vid University of Minnesota Twin Cities Minnesota Institute of Astrophysics. "Vi är fortfarande inte säkra på om jorden kunde ha fångat tillräckligt med kol på egen hand under sin bildning, så kolrika kometer kunde ha varit en viktig källa för att leverera detta viktiga element som ledde till livet som vi känner det."

Frusen i tiden

Med sitt ursprung från Oorts moln längst bort i vårt solsystem, Kometen Catalina och andra av dess typ har så långa banor att de anländer till vår himmelska dörr relativt oförändrade. Detta gör dem effektivt frysta i tid, ger forskare sällsynta möjligheter att lära sig om det tidiga solsystem som de kommer ifrån.

SOFIA:s infraröda observationer kunde fånga sammansättningen av dammet och gasen när det avdunstade från kometen, bildar dess svans. Observationerna visade att kometen Catalina är kolrik, vilket tyder på att det bildades i de yttre regionerna av det ursprungliga solsystemet, som innehöll en reservoar av kol som kunde ha varit viktig för att så liv.

Även om kol är en nyckelingrediens i livet, tidiga jorden och andra jordiska planeter i det inre solsystemet var så varma under deras bildande att element som kol gick förlorade eller utarmade. Medan de kallare gasjättarna som Jupiter och Neptunus kunde stödja kol i det yttre solsystemet, Jupiters jumbostorlek kan ha gravitationsmässigt blockerat kol från att blandas tillbaka in i det inre solsystemet.

Urblandning

Så hur utvecklades de inre steniga planeterna till de kolrika världar som de är idag?

Forskare tror att en liten förändring i Jupiters bana möjliggjorde små, tidiga föregångare till kometer för att blanda kol från de yttre regionerna till de inre regionerna, där det inkorporerades i planeter som jorden och Mars.

Kometen Catalinas kolrika sammansättning hjälper till att förklara hur planeter som bildades i det heta, kolfattiga områden i det tidiga solsystemet utvecklades till planeter med det livsuppehållande elementet.

"Alla markvärldar är föremål för nedslag från kometer och andra små kroppar, som bär kol och andra grundämnen, Woodward sa. "Vi närmar oss att förstå exakt hur dessa effekter på tidiga planeter kan ha katalyserat liv."

Observationer av ytterligare nya kometer behövs för att ta reda på om det finns många andra kolrika kometer i Oortmolnet, vilket ytterligare skulle stödja att kometer levererade kol och andra livsuppehållande element till de terrestra planeterna. Som världens största luftburna observatorium, SOFIA's mobility allows it to quickly observe newly discovered comets as they make a pass through the solar system.