Jupiter var en tidig bloomer. En närmare titt på åldrarna av sten-och metallfragment från solsystemets födelse antyder att den jätteplaneten bildades tidigt. Förmodligen inom solsystemets första miljoner år. Om så är fallet kan Jupiters närvaro hjälpa till att förklara varför de inre planeterna är så små. Det kan till och med vara ansvarigt för jordens existens, föreslår en ny studie.

tidigare uppskattade astronomer Jupiters ålder med datormodeller. Dessa simuleringar visar hur solsystem bildas i allmänhet. Gasjättar som Jupiter växer genom att stapla på mer och mer gas. Denna gas kommer från snurrande skivor av gas och damm runt en ung stjärna. Diskarna håller vanligtvis inte mer än 10 miljoner år. Så astronomer drog slutsatsen att Jupiter bildades när solens skiva försvann. Det måste ha fötts minst 10 miljoner år efter att solsystemet började bildas.

”nu kan vi använda faktiska data från solsystemet för att visa att Jupiter bildades ännu tidigare”, säger Thomas Kruijer. Han är en geokemist. Han studerar den kemiska sammansättningen av stenar. Kruijer gjorde forskningen medan han var vid universitetet i m Ubiscinnster i Tyskland. Han är nu på Lawrence Livermore National Laboratory i Kalifornien. För att studera Jupiter, ett av de största föremålen i solsystemet, vände han och kollegor sig till några av de minsta: meteoriter.

meteoriter är klumpar av material från rymden som landar på jorden. De flesta meteoriter kommer från asteroidbältet. Detta är en ring av sten som för närvarande ligger mellan Mars och Jupiter. Men dessa klumpar av sten och metall föddes förmodligen någon annanstans.

lyckligtvis bär meteoriter en signatur av sina födelseplatser. Gas-och dammskivan som planeterna bildade från innehöll olika stadsdelar. Var och en hade motsvarande sitt eget ”postnummer.”Var och en är berikad i vissa isotoper. Isotoper är atomer av samma element som har olika massor. Noggranna mätningar av en Meteorits isotoper kan peka på dess födelseort.

Kruijer och kollegor valde 19 prover av sällsynta järnmeteoriter. Proverna kom från Natural History Museum i London, England, och Field Museum i Chicago, Ill. Dessa stenar representerar metallkärnorna i de första asteroidliknande kropparna för att stelna när solsystemet bildades.

laget satte ett gram av varje prov i en lösning av salpetersyra och saltsyra. Sedan låter forskarna det lösa upp. ”Det luktar hemskt,” säger Kruijer.

de separerade sedan ut elementet volfram. Det är en bra spårare av både en Meteorits ålder och födelseort. De tog också ut elementet molybden. Det är en annan spårare av en Meteorits hem.

teamet tittade på de relativa mängderna av vissa isotoper av elementen: molybden-94, molybden-95, volfram-182 och volfram-183. Från uppgifterna identifierade laget två distinkta grupper av meteoriter. En grupp bildades närmare solen än Jupiter är idag. Den andra bildades längre från solen.

volframisotoperna visade också att båda grupperna fanns samtidigt. Grupperna fanns mellan cirka 1 miljon och 4 miljoner år efter solsystemets start. Solsystemet föddes för cirka 4,57 miljarder år sedan. Det betyder att något måste ha hållit de två grupperna åtskilda.

den mest sannolika kandidaten är Jupiter, säger Kruijer. Hans team beräknade att Jupiters kärna troligen hade vuxit till cirka 20 gånger jordens massa under solsystemets första miljoner år. Det skulle göra Jupiter till den äldsta planeten i solsystemet. Dess tidiga existens skulle ha skapat en gravitationsbarriär: den barriären skulle ha hållit de två bergkvarteren segregerade. Jupiter skulle då ha fortsatt att växa i långsammare takt de närmaste miljarder åren. Planeten toppade 317 gånger jordens massa.

teamet rapporterar Jupiters new age i Proceedings of the National Academy of Sciences. Tidningen publicerades veckan den 12 juni.

”jag har stort förtroende för att deras data är utmärkta”, säger Meenakshi Wadhwa. Hon arbetar vid Arizona State University i Tempe. Hon är en kosmokemist. Det betyder att hon studerar materiens kemi i universum. Förslaget att Jupiter höll de olika grupperna av rymdstenar isär är ”lite mer spekulativt, men jag köper det”, tillägger hon.

Jupiters tidiga födelse kan också förklara varför det inre solsystemet saknar några planeter större än jorden. Många planetsystem långt bortom solen har stora, närliggande planeter. Dessa kan vara steniga planeter lite större än jorden, känd som superjordar. De är ungefär två till 10 gånger jordens massa. Eller det kan finnas gasiga mini-Neptunes eller heta Jupiters.

astronomer har förbryllat över varför vårt solsystem ser så annorlunda ut. Om Jupiter bildades tidigt kunde dess gravitation ha hållit det mesta av den planetbildande skivan borta från solen. Det betyder att det fanns mindre råmaterial för de inre planeterna. Denna bild överensstämmer med annat arbete. Den forskningen tyder på att en ung Jupiter vandrade genom det inre solsystemet och svepte det rent, säger Kruijer.

”utan Jupiter kunde vi ha haft Neptun där jorden är”, säger Kruijer. ”Och om så är fallet skulle det förmodligen inte finnas någon jord.”