Forskare, inklusive de från University of Colorado Boulder, har äntligen skalat solsystemets motsvarighet till Klippiga bergskedjan.

I en studie publicerad idag i Natur astronomi , forskare från USA och Japan avslöjar det möjliga ursprunget till vår kosmiska stadsdels "Great Divide". Denna välkända schism kan ha separerat solsystemet precis efter att solen först bildades.

Fenomenet är lite som hur Klippiga bergen delar upp Nordamerika i öst och väst. På ena sidan finns "jordiska" planeter, som jorden och Mars. De är uppbyggda av fundamentalt andra typer av material än de mer avlägsna "jovianerna, " som Jupiter och Saturnus.

"Frågan är:Hur skapar man denna kompositionsdikotomi?" sa huvudförfattaren Ramon Brasser, en forskare vid Earth-Life Science Institute (ELSI) vid Tokyo Institute of Technology i Japan. "Hur säkerställer du att material från det inre och yttre solsystemet inte blandas från mycket tidigt i dess historia?"

Brasser och medförfattare Stephen Mojzsis, en professor vid CU Boulders institution för geologiska vetenskaper, tror att de har svaret, och det kan bara kasta nytt ljus över hur livet uppstod på jorden.

En solskiva innehåller viktiga ledtrådar

Duon antyder att det tidiga solsystemet var uppdelat i minst två regioner av en ringliknande struktur som bildade en skiva runt den unga solen. Denna skiva kan ha haft stora konsekvenser för utvecklingen av planeter och asteroider, och till och med historien om livet på jorden.

"Den mest troliga förklaringen till den sammansättningsskillnaden är att den uppstod från en inneboende struktur hos denna skiva av gas och damm, " sa Mojzsis.

Mojzsis noterade att den stora klyftan, en term som han och Brasser myntade, ser inte ut som mycket idag. Det är ett relativt tomt utrymme som ligger nära Jupiter, strax bortom vad astronomer kallar asteroidbältet.

Men du kan fortfarande upptäcka dess närvaro i hela solsystemet. Flytta solen från den linjen, och de flesta planeter och asteroider tenderar att bära relativt låga mängder organiska molekyler. Gå åt andra hållet mot Jupiter och bortom, dock, och en annan bild framträder:Nästan allt i denna avlägsna del av solsystemet består av material som är rika på kol.

Denna dikotomi "var verkligen en överraskning när den först hittades, " sa Mojzsis.

Många forskare antog att Jupiter var ansvarig för den överraskningen. Tanken gick att planeten är så massiv att den kan ha fungerat som en gravitationsbarriär, förhindrar småsten och damm från det yttre solsystemet från att spiralera mot solen.

Men Mojzsis och Brasser var inte övertygade. Forskarna använde en serie datorsimuleringar för att utforska Jupiters roll i det utvecklande solsystemet. De fann att medan Jupiter är stor, det var förmodligen aldrig tillräckligt stort tidigt i sin bildning för att helt blockera flödet av stenigt material från att röra sig mot solen.

"Vi slog huvudet i väggen, ", sa Brasser. "Om Jupiter inte var den agent som var ansvarig för att skapa och upprätthålla den kompositionsdikotomin, vad annat kan vara?"

En lösning i klarsynt

I åratal, forskare som driver ett observatorium i Chile som kallas Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hade märkt något ovanligt runt avlägsna stjärnor:Unga stjärnsystem var ofta omgivna av skivor av gas och damm som, i infrarött ljus, såg ut lite som ett tigeröga.

Om en liknande ring fanns i vårt eget solsystem för miljarder år sedan, Brasser och Mojzsis resonerade, den skulle teoretiskt kunna vara ansvarig för den stora klyftan.

Det beror på att en sådan ring skulle skapa omväxlande band av hög- och lågtrycksgas och damm. Dessa band, i tur och ordning, kan dra solsystemets tidigaste byggstenar i flera distinkta sänkor – en som skulle ha gett upphov till Jupiter och Saturnus, och en annan Jord och Mars.

I bergen, "den stora klyftan får vatten att rinna av på ett eller annat sätt, " sade Mojzsis. "Det liknar hur denna tryckbula skulle ha delat material" i solsystemet.

Men, han lade till, Det finns en varning:Barriären i rymden var troligen inte perfekt. En del material från det yttre solsystemet kan fortfarande ha klättrat över klyftan. Och dessa flyktingar kunde ha varit viktiga för utvecklingen av vår egen värld.

"De material som kan komma till jorden skulle vara de flyktiga, kolrika material, " sade Mojzsis. "Och det ger dig vatten. Det ger dig organiskt."

Resten är jordens historia.