Planetdannelsen kan begynde tidligere end tidligere antaget

På deres lange rejse for at danne planeter, støvkorn kan smelte sammen med hinanden meget tidligere end tidligere antaget, simuleringer af RIKEN-astrofysikere foreslår1. Dette kan betyde et gensyn med konventionelle teorier om planetdannelse.

Massive planeter starter livet som støvpletter, der er for små til at blive observeret af det menneskelige øje. "Planeter som Jorden, der er tusindvis af kilometer i diameter, udviklede sig fra submikron partikler af interstellart støv - det er noget af et skalaspring, " bemærker Satoshi Ohashi fra RIKEN Star and Planet Formation Laboratory. "Vi er interesserede i at opdage, hvordan støvkorn samles og danner genstande, der er tusindvis af kilometer store."

Planeter er født af protoplanetariske skiver - hvirvlende skiver af gas og støv omkring nye stjerner. Ringlignende strukturer er blevet observeret i disse diske, og ringene menes at smelte sammen til større og større strukturer over tid, i sidste ende fører til dannelsen af ​​planeter. Men meget er stadig ukendt om processen.

Nu, Ohashi og hans medarbejdere har studeret et muligt scenarie for dannelsen af ​​disse ringe ved at udføre computersimuleringer. De opnåede resultater indikerer, at støv kan aggregere til større partikler under protostellarstadiet, mens selve stjernen stadig dannes og meget tidligere end forudsagt af nuværende teorier om planetdannelse. "Vi fandt ud af, at ringstrukturer opstod selv i de tidlige stadier af diskdannelse, " siger Ohashi. "Dette tyder på, at støvkornene kan blive større tidligere, end vi tidligere havde troet."

Dette er et uventet fund, fordi støvskiven stadig er i en tilstand af betydelig flux under protostellarstadiet - næppe et lovende sted for støv at agglomerere. "Det er virkelig overraskende, for under planetdannelsen burde støvkornene blive i skiven, men materiale falder stadig ind i den centrale stjerne under protostellarstadiet, " siger Ohashi. "Så vi tænker, at planetdannelse kan være en meget dynamisk proces."

Holdet fandt god overensstemmelse mellem deres simuleringsresultater og observationer af 23 ringstrukturer i skiver af Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile og andre teleskoper. Deres resultater kunne også forklare den nylige observation af ringe i protostellare diske. "Nylige ALMA-observationer har fundet mindst fire ringstrukturer i protostellare diske, som er i overensstemmelse med vores simuleringer, " bemærker Ohashi.

I fremtiden, holdet håber at få billeder af ringstrukturer omkring protoplanetariske skiver i flere bølgelængder, da det ville sætte dem i stand til bedre at sammenligne deres simulering med observationer.