Den här bilden visar skivan runt den unga stjärnan AB Aurigae i polariserat nära-infrarött ljus sett med European Very Large Telescopes SPHERE-instrument. Mätningar av skivans molekylära komponenter vid millimetervåglängder avslöjar flera oväntade egenskaper inklusive en varmare temperatur, mer damm, och brist på svavel. Kredit:ESO/Boccaletti et al.
Planeter bildas av skivan av gas och damm runt en stjärna, men mekanismerna för att göra det är ofullständigt förstådda. Gas är den viktigaste drivkraften i den dynamiska utvecklingen av planeter, till exempel, eftersom det är den dominerande komponenten av skivan (i massa). Tidsskalan över vilken gasen försvinner bestämmer tidsskalan för planetbildning, men dess distribution i diskar börjar precis mätas noggrant. Liknande, den kemiska sammansättningen av gasen bestämmer sammansättningen av framtida planeter och deras atmosfärer, men även efter decennier av att studera protoplanetära skivor, deras kemiska sammansättningar är dåligt begränsade; även gas-till-damm-förhållandena är i stort sett okända.
De detaljerade karakteriseringarna av enskilda källor ger insikter i den fysiska och kemiska naturen hos protoplanetära skivor. Stjärnan AB Aurigae är ett brett studerat system som är värd för en ung övergångsskiva, en skiva med luckor som tyder på att nybildade planeter rensas bort. Ligger 536 ljusår (plus-eller-minus 1%) från solen, det är tillräckligt nära för att vara en utmärkt kandidat för att studera den rumsliga fördelningen av gas och damm i detalj. CfA-astronomen Romane Le Gal var medlem i ett team som använde NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) för att observera AB Aur-gasskivan vid hög rumslig upplösning i utsläppslinjerna för CO, H2CO, HCN, och så; kombinerat med arkivresultat, deras datauppsättning innehåller totalt sjutton olika spektrala funktioner. Forskarna, för första gången på en övergångsskiva, kartlade gasdensiteten och gas-till-dammförhållandet, fann att det var mindre än förväntat — hälften av det interstellära medelvärdet eller till och med på vissa ställen så mycket som fyra gånger mindre.
Olika molekyler sågs spåra olika regioner på skivan, till exempel kuvertet eller ytan. Teamet mätte den genomsnittliga skivtemperaturen till cirka 39K, varmare än beräknat i andra skivor. Inte minst, deras kemiska analys bestämde de relativa mängderna av kemikalierna och fann (beroende på vissa antaganden) att svavel är kraftigt utarmat jämfört med solsystemets värde. Den nya tidningens primära slutsats, att den planetbildande skivan runt denna massiva unga stjärna skiljer sig väsentligt från förväntningarna, betonar vikten av att göra så detaljerade observationer av skivor runt massiva stjärnor.
