Již během prvního milionu let své existence měla sluneční soustava jasně dané stavební preference. Tým vedený výzkumníkem Damanveerem Grewalem z Yaleovy univerzity poprvé dokázal na základě geochemických důkazů, že nejprimitivnější pevná tělesa se sestavovala selektivně, přičemž začleňovala především malé kuličky horniny vytvořené v důsledku epizod intenzivního tepla a opomíjely většinu chladného prachu obsahujícího vodní led a organické sloučeniny.
Přibližně před 4,6 miliardami let se materiál obíhající kolem nově vzniklého Slunce začal shlukovat do prvních pevných těles. O začlenění do těchto rodících se struktur soupeřily dvě základní složky. První z nich byly chondritové úlomky, skalní fragmenty o průměru pouhých několika milimetrů, které vznikly v důsledku epizod zahřívání dostatečně prudkých na to, aby částečně roztavily hmotu. Druhou složkou byla matrice z extrémně jemného a mrazivého prachu, která obsahovala vodu v pevném skupenství a bohatou škálu organických molekul.
Odborníci z vědecké obce se shodují, že dosavadní přímé důkazy o tomto oddělení materiálů pocházely z objektů, které vznikly dva až čtyři miliony let po vzniku sluneční soustavy. Grewalova práce, publikovaná v časopise Nature Astronomy, posouvá tento časový rámec zpět na první milion let a odhaluje, že preferenční výběr horkých materiálů probíhal prakticky od samého počátku.
Čísla hovoří jasně: tým odhaduje, že první tělesa, která vznikla ve vnějších oblastech slunečního disku, obsahovala 83 % až 92 % chondritů. Ledová matrice tvořila pouhých 8 % až 17 % celkového objemu. Žádný ze dosud známých chondritů nevykazuje tak nízký podíl matrice, což podtrhuje mimořádnost tohoto objevu.
Chemie tam, kde hornina již nemluví
Přímý výzkum těchto pravěkých těles je nemožný. První planetesimály, tyto malé předchůdce planet, nahromadily značné množství hliníku-26, radioaktivního izotopu, jehož vnitřní teplo stačilo k jejich úplnému roztavení. Toto úplné roztavení vymazalo veškeré fyzické stopy původních materiálů.
Chemie však část tajemství uchovala. Grewal tyto stopy vysledoval v železných meteoritech pocházejících z vnějších oblastí sluneční soustavy. Přestože tělesa, z nichž pocházejí, prošla úplným roztavením, dva chemické ukazatele umožnily rekonstruovat složení před tímto destruktivním procesem.
Prvním z nich byla síra, prvek, který má tendenci se koncentrovat v chladné matrici, takže její množství umožňuje vypočítat, jaké procento tohoto zmrzlého materiálu tvořilo součást původního tělesa. Druhým ukazatelem byl oxidační stav železa, který odhaluje, kolik vodního ledu a oxidovaného prachu se do tělesa dostalo před roztavením. Obě metody, které jsou na sobě zcela nezávislé, vedly ke stejnému závěru: podíl matrice v těchto planetesimálech se pohyboval mezi 8 % a 17 %. Podle autorů právě tato shoda výsledků dodává závěrům na spolehlivosti.
Selektivita, která řeší staré záhady
„Tento proces sestavování byl od samého počátku mimořádně selektivní,“ tvrdí Grewal. Výsledný obraz ukazuje ranou sluneční soustavu, která zdaleka nemíchala všechny své složky homogenně, ale aktivně je oddělovala tam, kde se formovaly první pevná tělesa. Kamenité koule vzniklé působením tepla se začleňovaly s mnohem větší frekvencí než studený prach nabitý ledem a těkavými látkami.
Tato selektivita při tvorbě by navíc mohla vrhnout světlo na záhadu, která už desítky let zaměstnává vědce: nápadný nedostatek nejstarších chondritů ve sbírkách meteoritů. Pokud byla většina těchto malých kuliček pohlcena prvními planetesimály a ty se nakonec zcela roztavily, fyzické důkazy o těchto prvotních úlomcích horniny byly navždy zničeny.
Je fascinující pomyslet si, že dnes je možné držet mezi prsty jednu z těchto drobných kuliček o velikosti pouhých několika milimetrů a dotýkat se tak materiálu, který se začal tvořit v době, kdy sluneční soustava teprve budovala své základy. Tváří v tvář dilematu mezi ledem a ohněm se naše kosmické okolí rozhodně přiklonilo k tepelným jizvám, které přežily zrod vlastní hvězdy.