Smala täta ringar av kometer går samman för att bilda planeter i utkanten av minst tre avlägsna solsystem, astronomer har hittat data från ett par NASA-teleskop.

Att uppskatta massan av dessa ringar från mängden ljus de reflekterar visar att var och en av dessa utvecklande planeter är minst lika stora som ett fåtal jordar, enligt Carey Lisse, en planetforskare vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland.

Under de senaste decennierna, med hjälp av kraftfulla NASA-observatorier som Infrared Telescope Facility på Hawaii och Spitzer Space Telescope, Forskare har hittat ett antal unga skräpskivor med tunna men ljusa yttre ringar som består av kometliknande kroppar på 75 till 200 astronomiska enheter från sina moderstjärnor - ungefär två till sju gånger avståndet från Pluto från vår egen sol. Sammansättningen av materialet i dessa ringar varierar från isrikt (sett i Fomalhaut- och HD 32297-systemen) till isfattigt men kolrikt (HR 4796A-systemet).

Presenterar sina resultat idag vid American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences möte i Provo, Utah, Lisse sa att forskare är särskilt fascinerade av den röda dammringen som omger HR 4796A, som visar ovanligt stram form för ett spädbarns solsystem.

Lisse spårar den extremt röda färgen till de utbrända steniga organiska resterna av kometer, ett resultat av att systemets ring är tillräckligt nära stjärnan att de alla har kokat bort. Forskarna ser inte rött ringdamm i Fomalhaut eller HD 32297, men istället se normalt blåaktigt kometdamm som innehåller is – eftersom dessa systems ringar är tillräckligt långt ut för att deras kometer är kalla och mestadels stabila.

"De här ringarnas smala gränser är fortfarande ett stort pussel - man ser vanligtvis inte den här typen av snäv ordning i ett så ungt system, sa Lisse. Vanligtvis, material rör sig åt alla håll innan ett exoplanetärt system rensas ut och sätter sig så att planetkroppar sällan korsar varandras väg, som i vårt nuvarande solsystem."

Efter att ha eliminerat andra möjligheter på grund av bristen på primordial cirkumstellär gas som ses i dessa system, Lisse och hans medförfattare har tillskrivit den täta strukturen till flera sammansmältande kroppar som "herdar" material genom ringarna.

"Kometer som kraschar ner på dessa växande planetytor skulle sparka upp enorma moln av snabbrörliga, slungat ut byggdamm, som skulle spridas över systemet i enorma moln, " sa Lisse. "Den enda uppenbara lösningen på dessa problem är att flera miniplaneter smälter samman i dessa ringar, och dessa små kroppar, med låga kick-up hastigheter, vallfärdar ringarna till smala strukturer - ungefär på samma sätt som många av Saturnus smala ringar är fokuserade och skärpta."

Detta är ett paradigmskifte, han lade till, för istället för att bygga en planet från en enda stor byggarbetsplats, det kommer från många små, som så småningom kommer att slå samman deras arbete till den slutliga produkten. Nyligen genomförda studier har gett liknande teorier om bildandet av jättegasplaneterna Uranus och Neptunus, att var och en hade flera "underkärnor" som så småningom täcktes av tjocka atmosfärer.

I Fomalhaut och HD 32297, forskare förväntar sig att miljontals kometer bidrar till att bilda kärnorna på isjätteplaneter som Uranus och Neptunus – även om det inte är de tjocka atmosfärer som omsluter Uranus och Neptunus kärnor, eftersom de ursprungliga gasskivorna som skulle bilda sådana atmosfärer är borta. I HR 4796A, med sin varmare dammring, till och med isarna som normalt finns i ringarnas kometer har avdunstat under de senaste miljon åren eller så, lämnar efter sig kärnbyggstenar som bara är rika på överblivet kol och steniga material.

"Dessa system verkar bygga planeter som vi inte ser i vårt solsystem - stora flerjordsmassor med varierande mängd is, sten och eldfasta organiska ämnen, ", sa Lisse. "Detta är mycket likt det förutspådda receptet för superjordarna som ses i överflöd i Kepler-planetundersökningen."

"Mycket måste fortfarande hända, fastän, innan dessa ringar kunde bli planeter lika stora som gasjättarna, " fortsatte han. "Varför det tar så lång tid att skapa yttre planeter i dessa system - efter att deras ursprungliga gasskivor har tagits bort - är ett stort mysterium."