في الأطراف الباردة للنظام الشمسي، يُعتبر الماء مادة البناء الرئيسية للجليد. لكن في بعض المذنبات والأجسام الجليدية البعيدة، تكون نسبة أول أكسيد الكربون (CO) إلى الماء مرتفعة بشكل غير عادي — وكأن الآيس كريم فجأة يحتوي على الكثير من الشراب. من أين يأتي هذا الاختلال؟ حاول مؤلفو العمل الجديد معرفة ذلك.
لقد جمعوا نموذجًا حاسوبيًا للقرص الكوكبي الأولي — ذلك "القرص" الدوار من الغاز والغبار الذي ستتجمع منه الكواكب لاحقًا. في النموذج، تلتصق حبيبات الغبار ببعضها، وتتكسر، وتنجرف نحو النجم، بينما يتحول الماء وCO من الجليد إلى بخار والعكس. كما أخذوا في الاعتبار مرحلة تراكم القرص — اللحظة التي لا تزال فيها المادة تسقط عليه من السحابة المحيطة.
ومع ذلك، فإن الحصى ليست بعد كواكب صغيرة (planetesimals)، وهي أجنة كواكب بحجم الكويكبات. في قرص أملس دون ميزات، لا يتوفر للحصى الغنية بـ CO الوقت الكافي للتجمع في أجسام كبيرة. لكي تنمو، هناك حاجة إلى "مصائد" — مناطق يرتفع فيها ضغط الغاز وتتراكم فيها الغبار، أو عمليات تزيل الغاز وتترك الجزيئات الصلبة فقط.
النموذج مع تراكم القرص عزز إثراء CO في الجزء الخارجي. هذا يعني أن التطور الكيميائي للقرص والتركيب المستقبلي لأغلفة الكواكب مرتبطان ارتباطًا وثيقًا بكيفية نمو القرص. وإلا فإن التوقعات حول كمية الكربون التي ستصل إلى الغلاف الجوي لكوكب حديث الولادة قد تكون غير صحيحة.
خط ثلج CO في القرص الكوكبي الأولي يقع بعيدًا عن النجم مقارنة بخط ثلج الماء، لأن أول أكسيد الكربون يتجمد عند درجة حرارة أقل — حوالي -250 درجة مئوية.
في رواية آرثر كلارك "2010: أوديسة اثنان"، يوروبا، قمر المشتري، مغطى بالجليد الذي قد يخفي محيطًا تحته. يعتمد تكوين الجليد على هذه الأجسام على الغازات التي تجمدت في القرص الكوكبي الأولي.