wetenschappers, waaronder die van de Universiteit van Colorado Boulder, hebben eindelijk het equivalent van het zonnestelsel van de Rocky Mountain-reeks geschaald.

In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Natuurastronomie , onderzoekers uit de Verenigde Staten en Japan onthullen de mogelijke oorsprong van de "Great Divide" van onze kosmische buurt. Dit bekende schisma kan het zonnestelsel hebben gescheiden net nadat de zon voor het eerst was gevormd.

Het fenomeen lijkt een beetje op hoe de Rocky Mountains Noord-Amerika verdelen in oost en west. Aan de ene kant zijn "terrestrische" planeet, zoals de aarde en Mars. Ze zijn gemaakt van fundamenteel andere soorten materialen dan de verder weg gelegen "jovianen, " zoals Jupiter en Saturnus.

"De vraag is:hoe creëer je deze compositorische tweedeling?" zei hoofdauteur Ramon Brasser, een onderzoeker aan het Earth-Life Science Institute (ELSI) aan het Tokyo Institute of Technology in Japan. "Hoe zorg je ervoor dat materiaal van het binnenste en buitenste zonnestelsel niet al heel vroeg in zijn geschiedenis vermengd is?"

Brasser en co-auteur Stephen Mojzsis, een professor in de afdeling Geologische Wetenschappen van CU Boulder, denk dat ze het antwoord hebben, en het zou zomaar een nieuw licht kunnen werpen op hoe het leven op aarde is ontstaan.

Een zonneschijf bevat essentiële aanwijzingen

Het duo suggereert dat het vroege zonnestelsel in ten minste twee regio's was verdeeld door een ringachtige structuur die een schijf rond de jonge zon vormde. Deze schijf kan grote gevolgen hebben gehad voor de evolutie van planeten en asteroïden, en zelfs de geschiedenis van het leven op aarde.

"De meest waarschijnlijke verklaring voor dat verschil in samenstelling is dat het voortkwam uit een intrinsieke structuur van deze schijf van gas en stof, ' zei Mojzsis.

Mojzsis merkte op dat de Grote Kloof, een term die hij en Brasser bedachten, ziet er niet uit vandaag. Het is een relatief leeg stuk ruimte in de buurt van Jupiter, net voorbij wat astronomen de asteroïdengordel noemen.

Maar je kunt zijn aanwezigheid nog steeds door het hele zonnestelsel detecteren. Ga naar de zon vanaf die lijn, en de meeste planeten en asteroïden hebben de neiging om relatief lage hoeveelheden organische moleculen te dragen. Ga in de andere richting naar Jupiter en verder, echter, en er ontstaat een ander beeld:bijna alles in dit verre deel van het zonnestelsel bestaat uit materialen die rijk zijn aan koolstof.

Deze tweedeling "was echt een verrassing toen het voor het eerst werd gevonden, ' zei Mojzsis.

Veel wetenschappers gingen ervan uit dat Jupiter de agent was die verantwoordelijk was voor die verrassing. De gedachte ging dat de planeet zo massief is dat het als een zwaartekrachtbarrière heeft gefungeerd, voorkomen dat kiezelstenen en stof van het buitenste zonnestelsel naar de zon toe spiraliseren.

Maar Mojzsis en Brasser waren niet overtuigd. De wetenschappers gebruikten een reeks computersimulaties om de rol van Jupiter in het evoluerende zonnestelsel te onderzoeken. Ze ontdekten dat terwijl Jupiter groot is, het was waarschijnlijk nooit groot genoeg vroeg in zijn formatie om de stroom rotsachtig materiaal volledig te blokkeren om naar de zon te bewegen.

"We sloegen ons hoofd tegen de muur, "Zei Brasser. "Als Jupiter niet de agent was die verantwoordelijk was voor het creëren en onderhouden van die tweedeling in compositie, wat zou er nog meer kunnen zijn?"

Een oplossing in het zicht

Voor jaren, wetenschappers die een observatorium in Chili exploiteerden, de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), hadden iets ongewoons opgemerkt rond verre sterren:jonge stellaire systemen werden vaak omringd door schijven van gas en stof die, in infrarood licht, leek een beetje op een tijgeroog.

Als een soortgelijke ring miljarden jaren geleden in ons eigen zonnestelsel bestond, Brasser en Mojzsis redeneerden, het zou theoretisch verantwoordelijk kunnen zijn voor de Grote Kloof.

Dat komt omdat zo'n ring afwisselende banden van gas en stof onder hoge en lage druk zou creëren. Die bands, beurtelings, zou de vroegste bouwstenen van het zonnestelsel in verschillende afzonderlijke putten kunnen trekken - een die aanleiding zou hebben gegeven tot Jupiter en Saturnus, en een andere aarde en Mars.

In de bergen, "de Great Divide zorgt ervoor dat water op de een of andere manier wegstroomt, "Zei Mojzsis. "Het is vergelijkbaar met hoe deze drukstoot materiaal zou hebben verdeeld" in het zonnestelsel.

Maar, hij voegde toe, er is een waarschuwing:die barrière in de ruimte was waarschijnlijk niet perfect. Er is mogelijk nog materiaal van het buitenste zonnestelsel over de kloof geklommen. En die voortvluchtigen kunnen belangrijk zijn geweest voor de evolutie van onze eigen wereld.

"De materialen die naar de aarde zouden kunnen gaan, zijn die vluchtige, koolstofrijke materialen, ' zei Mojzsis. 'En daar krijg je water van. Het geeft je organische stoffen."

De rest is geschiedenis van de aarde.