På sin långa resa för att bilda planeter, dammkorn kan smälta samman med varandra mycket tidigare än man tidigare trott, simuleringar av RIKEN-astrofysiker föreslår1. Detta kan innebära att man återvänder till konventionella teorier om planetbildning.

Massiva planeter börjar livet som dammfläckar som är för små för att kunna observeras av det mänskliga ögat. "Planeter som jorden som är tusentals kilometer i diameter har utvecklats från submikrona partiklar av interstellärt damm - det är ett stort hopp i skala, " konstaterar Satoshi Ohashi från RIKEN Star and Planet Formation Laboratory. "Vi är intresserade av att upptäcka hur dammkorn går samman för att bilda föremål som är tusentals kilometer stora."

Planeter är födda från protoplanetära skivor - virvlande skivor av gas och damm runt nya stjärnor. Ringliknande strukturer har observerats i dessa skivor, och ringarna tros smälta samman till större och större strukturer med tiden, så småningom leder till bildandet av planeter. Men mycket är fortfarande okänt om processen.

Nu, Ohashi och hans medarbetare har studerat ett möjligt scenario för bildandet av dessa ringar genom att utföra datorsimuleringar. Resultaten de erhöll indikerar att damm kan aggregera till större partiklar under protostellarstadiet, medan själva stjärnan fortfarande bildas och mycket tidigare än vad som förutspås av nuvarande teorier om planetbildning. "Vi fann att ringstrukturer uppstod även i de tidiga stadierna av skivbildning, " säger Ohashi. "Detta tyder på att dammkornen kan bli större tidigare än vi tidigare trott."

Detta är ett oväntat fynd eftersom dammskivan fortfarande befinner sig i ett tillstånd av betydande flöde under protostellarstadiet - knappast en lovande plats för damm att agglomerera. "Det är verkligen förvånande eftersom dammkornen under planetbildningen borde stanna kvar i skivan, men material faller fortfarande in i den centrala stjärnan under protostellarstadiet, " säger Ohashi. "Så vi tänker att planetbildning kan vara en mycket dynamisk process."

Teamet fann god överensstämmelse mellan deras simuleringsresultat och observationer av 23 ringstrukturer i skivor av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile och andra teleskop. Deras resultat kan också förklara den senaste observationen av ringar i protostellära skivor. "Nya ALMA-observationer har hittat minst fyra ringstrukturer i protostellära skivor, som överensstämmer med våra simuleringar, " konstaterar Ohashi.

I framtiden, teamet hoppas få bilder av ringstrukturer runt protoplanetära skivor i flera våglängder, eftersom det skulle göra det möjligt för dem att bättre jämföra sin simulering med observationer.