Fyrahundrafemtio ljusår från jorden, en ung stjärna lyser i mitten av ett system av koncentriska ringar gjorda av gas och damm, och det producerar planeter, en för varje lucka i ringen.

Dess upptäckt har skakat solsystemets ursprungsteorier till sin kärna. Mayer Humi, en vetenskapsman från Worcester Polytechnic Institute, tror att det ger ett lämpligt studiemål för teorier om protoplanetära ringar runt stjärnor. Forskningen publiceras i Journal of Mathematical Physics .

Stjärnan, HL Tauri, ligger i stjärnbilden Oxen och väckte intresset för Pierre-Simon Laplaces gissning från 1796 om att himmelska moln av gas och damm runt nya stjärnor kondenseras för att bilda ringar och sedan planeter. En spännande bild av HL Tauri tagen 2014 av Atacama Large Millimeter Array är första gången planetringar har fotograferats med så skarpa detaljer, en observationsbekräftelse av Laplaces gissning.

"Vi kan observera många gasmoln i universum som kan utvecklas till ett solsystem, "Sade Humi. "Närare observationsdata visar att solsystem är rikliga i universum, och några av dem kan hysa olika typer av liv."

Humi, tillsammans med några av de största astronomerna genom historien, undrade över skapandet av solsystem och deras utveckling i universum. Hur bildas de och vilken bana kommer de att följa i framtiden?

"Den grundläggande frågan var och är hur ett urmoln av gas kan utvecklas under sin egen gravitation för att skapa ett solsystem, sa Humi.

Humi använder Euler-Poissons ekvationer, som beskriver utvecklingen av gasmoln, och reducerar dem från sex till tre modellekvationer för att tillämpas på axelsymmetriska roterande gasmoln.

I tidningen, Humi anser att vätskan i det ursprungliga gasmolnet är en inkompressibel, stratifierat vätskeflöde och härleder tidsberoende lösningar för att studera utvecklingen av densitetsmönster och oscillationer i molnet.

Humis arbete visar att med de rätta omständigheterna, ringar kan bildas från molnet av damm och gas, och det ger tilltro till Laplaces hypotes från 1796 att vårt solsystem bildades av ett liknande damm- och gasmoln runt solen.

"Jag kunde presentera tre analytiska lösningar som visar att ringar kan bildas, insikt som inte kan erhållas från det ursprungliga ekvationssystemet, "Sade Humi. "Den verkliga utmaningen är att visa att ringarna kan utvecklas ytterligare för att skapa planeterna."