Planetbildande miljöer kan vara mycket mer komplexa och kaotiska än tidigare förväntat. Detta bevisas av en ny bild av stjärnan RU Lup, tillverkad med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Alla planeter, inklusive de i vårt solsystem, föds i skivor av gas och damm runt stjärnor, så kallade protoplanetära skivor. Tack vare ALMA har vi fantastiska högupplösta bilder av många av dessa planetfabriker, visar dammiga skivor med flera ringar och luckor som antyder närvaron av framväxande planeter. De mest kända exemplen på dessa är HL Tau och TW Hydrae.

Men skivor är inte nödvändigtvis så snyggt arrangerade som dessa initiala dammobservationer antyder. En ny ALMA-bild av RU Lup, en ung variabel stjärna i konstellationen Lupus, avslöjade en gigantisk uppsättning spiralarmar gjorda av gas, sträcker sig långt bortom dess mer välkända dammskiva. Denna spiralstruktur - som liknar en "minigalax" - sträcker sig till nästan 1000 astronomiska enheter (au) från stjärnan, mycket längre bort än den kompakta dammskivan som sträcker sig till cirka 60 au.

Tidigare observationer av RU Lup med ALMA, som var en del av Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP), redan avslöjade tecken på pågående planetbildning, antydda av dammluckan i dess protoplanetariska skiva. "Men vi märkte också några svaga kolmonoxidgasstrukturer (CO) som sträckte sig utanför skivan. Det var därför vi bestämde oss för att observera skivan runt stjärnan igen, den här gången med fokus på gasen istället för dammet, " sa Jane Huang från Center for Astrophysics, Harvard &Smithsonian (CfA) och huvudförfattare på en tidning som publicerades idag i Astrofysisk tidskrift .

Protoplanetära skivor innehåller mycket mer gas än damm. Medan damm behövs för att ackumulera planeternas kärnor, gas skapar deras atmosfärer.

På senare år har Högupplösta observationer av dammstrukturer har revolutionerat vår förståelse av planetbildning. Dock, denna nya bild av gasen indikerar att den nuvarande synen på planetbildning fortfarande är alltför förenklad och att den kan vara mycket mer kaotisk än vad man tidigare kunde sluta sig till från de välkända bilderna av prydligt koncentriska ringade skivor

"Det faktum att vi observerade denna spiralstruktur i gasen efter en längre observation tyder på att vi sannolikt inte har sett hela mångfalden och komplexiteten i planetbildande miljöer. Vi kan ha missat mycket av gasstrukturerna i andra skivor, " tillade Huang.

Huang och hennes team föreslår flera scenarier som möjligen kan förklara varför spiralarmarna dök upp runt RU Lup. Kanske håller skivan på att kollapsa under sin egen gravitation, eftersom det är så massivt. Eller så kanske RU Lup interagerar med en annan stjärna. En annan möjlighet är att disken interagerar med sin miljö, ansamlande interstellärt material längs spiralarmarna.

"Inga av dessa scenarier förklarar helt vad vi har observerat, ", sa teammedlemmen Sean Andrews från CfA. "Det kan förekomma okända processer under planetbildningen som vi ännu inte har tagit hänsyn till i våra modeller. Vi kommer bara att lära oss vad de är om vi hittar andra diskar där ute som ser ut som RU Lup."