Astronomer har hittat övertygande bevis för att planeter börjar bildas medan spädbarnsstjärnor fortfarande växer. Den högupplösta bilden som erhålls med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) visar en ung proto-stjärnskiva med flera luckor och ringar av damm. Detta nya resultat, precis publicerat i Natur , visar det yngsta och mest detaljerade exemplet på dammringar som fungerar som kosmiska vaggor, där planeternas frön bildas och tar fäste.

Ett internationellt team av forskare ledda av Dominique Segura-Cox vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) i Tyskland riktade in sig på protostjärnan IRS 63 med ALMA-radioobservatoriet. Detta system är 470 ljusår från jorden och beläget djupt inne i det täta interstellära molnet L1709 i konstellationen Ophiuchus. Proto-stjärnor så unga som IRS 63 är fortfarande insvepta i en stor och massiv filt av gas och damm som kallas ett kuvert, och proto-stjärnan och skivan matas från denna reservoar av material.

I system äldre än 1, 000, 000 år, efter att proto-stjärnorna har samlat ihop det mesta av sin massa, ringar av damm har tidigare upptäckts i stort antal. IRS 63 är annorlunda:under 500, 000 år gammal, den är mindre än hälften så gammal som andra unga stjärnor med dammringar och protostjärnan kommer fortfarande att växa betydligt i massa. "Ringarna i skivan runt IRS 63 är så unga, " betonar Segura-Cox. "Vi brukade tro att stjärnor kom in i vuxen ålder först och sedan var mödrar till planeter som kom senare. Men nu ser vi att proto-stjärnor och planeter växer och utvecklas tillsammans från tidiga tider, som syskon."

Planeter möter några allvarliga hinder under deras tidigaste stadier av bildning. De måste växa från små dammpartiklar, mindre än hushållsdamm här på jorden. "Ringarna i skivan på IRS 63 är stora dammhögar, redo att kombineras till planeter, " konstaterar medförfattaren Anika Schmiedeke vid MPE. även efter att dammet klumpar ihop sig för att bilda ett planet embryo, den fortfarande bildade planeten kunde försvinna genom att spiralera inåt och konsumeras av den centrala proto-stjärnan. Om planeter börjar bildas mycket tidigt och på stora avstånd från protostjärnan, de kanske bättre överlever denna process.

Teamet av forskare fann att det finns cirka 0,5 Jupitermassor av damm i den unga skivan av IRS 63 längre än 20 au från dess centrum (på ett avstånd som liknar Uranus-banan i vårt solsystem). Det räknar inte mängden gas, vilket kan lägga till upp till 100 gånger mer material. Det krävs minst 0,03 Jupitermassor av fast material för att bilda en planetkärna som effektivt kommer att samla gas och växa till en gigantisk gasplanet. Teammedlemmen Jaime Pineda på MPE tillägger, "Dessa resultat visar att vi måste fokusera på de yngsta systemen för att verkligen förstå planetbildningen." Till exempel, det finns växande bevis för att Jupiter faktiskt kan ha bildats mycket längre ut i solsystemet, bortom Neptunus omloppsbana, och vandrade sedan inåt till sin nuvarande plats. Liknande, dammet som omger IRS 63 visar att det finns tillräckligt med material långt från proto-stjärnan och i ett stadium som är tillräckligt ungt för att det finns en chans för denna solsystemanalog att bilda planeter på det sätt som Jupiter misstänks ha bildats.

"Storleken på skivan är väldigt lik vårt eget solsystem, ", förklarar Segura-Cox. "Även protostjärnans massa är bara lite mindre än vår sols. Att studera sådana unga planetbildande skivor runt proto-stjärnor kan ge oss viktiga insikter om vårt eget ursprung."