어떤 혼합물이든 정리해 본 사람이라면 전혀 놀랄 일이 아닌 소식이 있다. 초기 태양계는 사용 가능한 두 가지 건축 자재를 보고 이렇게 말한 모양이다. "그래, 우리는 뜨거운 암석으로 할게, 고마워." 예일 대학이 주도한 새로운 연구는 콘드룰(chondrules) - 고온에서 형성된 밀리미터 크기의 암석 조각 - 이 태양계의 첫 100만 년 동안 이미 고체 천체에 우선적으로 통합되고 있었다는 최초의 지구화학적 증거를 발견했다. 다른 옵션인 기질(matrix)은 차갑고 미세한 입자로, 물 얼음과 유기 물질이 풍부한 먼지였지만, 대부분 선반에 방치되었다.

지금까지 과학자들은 태양계가 시작된 후 200만~400만 년 뒤에 형성된 천체에서만 이런 종류의 분류를 문서화할 수 있었다. 이 연구는 9월 18일 《네이처 천문학》에 게재되었는데, 아마도 우주가 논평을 거부한 긴 동료 심사 끝에 이루어졌을 것이다.

"우리의 연구는 이 조립 과정이 처음부터 놀랍도록 선택적이었음을 보여줍니다."라고 예일 대학 예술과학부 지구 및 행성 과학 조교수이자 이 연구의 제1저자인 다만비어 그레왈이 말했다. "외태양계의 가장 초기 천체들은 83%에서 92%가 콘드룰로 만들어졌으며, 나중에 형성된 천체를 지배하는 얼음과 휘발성 물질이 풍부한 먼지는 거의 없었습니다." 그러니까 점수를 매기자면, 뜨거운 암석 약 4부분에 차가운 먼지 1부분 - 어떤 계약자라도 울고 싶어질 비율이다.

콘드룰은 콘드라이트(chondrites) 내부에서 발견되는 작은 암석 구체로, 지질학 컬렉션에 보존된 가장 원시적인 운석 중 하나이다. 이 작은 구조물은 과학자들에게 태양계 초기 단계와 직접적인 물리적 연결을 제공한다. "손에 쥐고 있으면 그것이 수십억 년 전에 시작된 과정의 일부로 시작되었다는 것을 알 수 있습니다."라고 그레왈이 말했다. "상상하기 어려운 시간 규모입니다." 실제로, 케이블 회사에서 명확한 답변을 얻는 데 걸리는 시간과 거의 비슷하다.

과학자들은 오랫동안 외태양계에서 온 탄소질 콘드라이트 - 규산염 광물 사이에 유기 화합물과 물을 포함하는 원시적이고 돌 같은 운석 - 가 나이와 관련된 패턴을 보인다는 것을 알고 있었다. 더 오래된 표본은 콘드룰 비율이 더 높고 기질이 적은 반면, 더 젊은 표본은 차갑고 휘발성 물질이 풍부한 물질을 더 많이 포함하는 경향이 있다. 이 패턴은 최초의 고체 천체, 즉 미행성(planetesimals)이 형성되던 지역이 이미 열로 형성된 콘드룰을 선호하고 얼음 먼지를 대부분 배제하고 있었음을 시사했다. 다시 말해, 태양계는 편애할 행성조차 갖기 전에 이미 편애를 하고 있었던 것이다.

태양계의 첫 100만 년 동안 무슨 일이 일어났는지 확인하는 것은 어려웠는데, 그 시기의 보존된 미분화 천체가 남아 있지 않기 때문이다. 따라서 과학자들은 그 초기 천체에서 콘드룰과 기질의 원래 균형을 결정할 직접적인 방법이 없었다. 이미 먹히고 소화되어 완전히 다른 것으로 변한 케이크에서 조리법을 재구성하려는 것과 같다.

그레왈과 동료들은 외태양계에서 온 철 운석에 보존된 화학적 단서를 조사하여 이 문제에 접근했다. 이 운석이 대표하는 모체는 방사성 알루미늄-26을 너무 많이 함유하여 결국 완전히 녹아버렸다. 그 과정은 그 천체가 원래 무엇을 포함했는지 밝힐 수 있는 물리적 구조를 지웠다. 그러나 그들의 화학은 여전히 유용한 정보를 보존했다 - 미행성이 완전히 녹아 사라진 후에도 화학적 유령은 남기 때문이다.

연구자들은 기질과 관련된 두 가지 독립적인 화학 추적자를 확인했다. 하나는 기질에 고농도로 집중된 황이었다. 다른 하나는 철의 산화 상태로, 원래 천체에 얼마나 많은 물 얼음과 산화된 먼지가 통합되었는지 나타낼 수 있다.

이 두 추적자를 사용하여 연구팀은 고대 모체의 구성을 재구성했다.