Hur bildas planeter? Under många år trodde forskare att de förstod denna process genom att studera det enda exemplet vi hade tillgång till:vårt eget solsystem.

Upptäckten av planeter runt avlägsna stjärnor på 1990-talet gjorde det dock klart att bilden var mycket mer komplicerad än vi visste.

I ny forskning har vi sett en het, Jupiterliknande gasjätte som håller på att bildas runt en stjärna cirka 500 ljusår från jorden.

Denna sällsynta babysnap av en planet som faktiskt håller på att bildas, drar ner materia från en stor skiva av damm och gas som virvlar runt dess sol som också är spädbarn, har öppnat ett fönster mot mysterier som har förbryllat astronomer i flera år.

En vetenskaplig triumf?

Vetenskapliga undersökningar om ursprunget till jorden och de andra planeterna i vårt solsystem började i mitten av 1700-talet.

Byggande på den svenska tänkaren Emanuel Swedenborgs arbete föreslog den berömde tyske filosofen Immanuel Kant att solen och dess lilla planetariska familj alla växte från ett stort roterande urmoln; Kant kallade detta en "Urnebel", tyska för nebulosa.

Denna idé förfinades senare av den franske polymaten Pierre Laplace, och den har sedan dess haft många fler tillägg och revideringar, men moderna vetenskapsmän tror att den i princip var på rätt väg. Den moderna ättlingen till Kants hypotes, nu fylld med detaljerad fysik, kan förklara de flesta av de observerade egenskaperna hos vårt solsystem.

Vi kan nu köra datorsimuleringar med alla rätt inställningar, och en vacker digital kopia av vårt solsystem kommer att dyka upp. Den kommer att ha rätt sorts planeter i rätt banor som tickar runt i urverksordning, precis som den äkta varan.

Denna modell är en triumferande syntes av trådar från geologi, kemi, fysik och astronomi, och den verkade ha grunderna täckta. Tills, det vill säga, astronomer konfronterade den med planeter utifrån vårt solsystem.

Bortom solsystemet

När de första systemen av planeter som kretsar kring avlägsna stjärnor upptäcktes i mitten av 1990-talet, uppstod omedelbar kontrovers och bestörtning. De nya planeterna passade inte alls på modellen:resten av kosmos, visade det sig, brydde sig inte så mycket om vad som hände här runt vår lilla sol.

Sedan dess har det funnits en gryende insikt om att det kan finnas olika vägar för att bilda ett planetsystem. Bland de tusentals planeter som kretsar kring andra stjärnor som nu befolkar våra kataloger, börjar vår sols familj av planeter till och med se lite ovanlig ut.

Trots detta har en av de mest grundläggande fysiska komponenterna i det planetbyggande maskineriet som vi tror är ansvarigt för att bilda gigantiska gasplaneter som Jupiter och Saturnus bestått tidens tand:idén om "kärnansamling."

Kärntillväxt börjar med de gaser och mikroskopiska dammkorn som tros utgöra Kants typiska urmoln (som är formad som en tillplattad snurrande skiva med spädbarnsstjärnan i mitten). Dammkorn klumpar ihop sig till successivt större korn, sedan småsten, stenar och vidare upp i en kaskad till babyplaneter eller "planetesimals".

När en sådan klump blir tillräckligt stor når den en tipppunkt. Gravitationsattraktion hjälper nu den embryonala planeten att snabbt dra in gas, damm och andra klumpar, rensa dess omloppsbana och skära ut ett cirkulärt gap i skivan.

Det är en av signaturens triumfer för modern astronomi att exakt de typer av "diskluckor" som förutspås av teorin nu ses och studeras ute i kosmos.

En stor kris

Det finns dock vissa saker som kärntillväxten inte kan förklara. Massiva planeter har setts kretsar långt från sina värdstjärnor, ute i de kalla, avlägsna delarna.

Enligt kärntillväxtteorin borde sådana planeter inte existera. De är för långt ut, där banor rör sig för långsamt för att driva verksamheten med att bygga planeter.

En ny modell för "gravitationskollaps" formulerades för att förklara dessa oväntade massiva avlägsna planeter. Grundtanken är att om själva urskivan har tillräckligt med massa, kan det hela bli instabilt och kollapsa för att snabbt bilda planeter i en stor kris.

Den här nya bilden verkade som om den kunde förklara de yttre planeterna, men eftersom alla kända exempel var mycket gamla (vanligtvis miljarder år) har denna teori förblivit just det - en teori. Tills nu.

En planet föds

Förra året såg vi och våra kollegor en massiv planet, fortfarande under bildning, runt en stjärna cirka 500 ljusår från jorden.

Denna stjärna, som heter AB Aurigae, har blivit känd i astronomikretsar för den vackra, intrikata spiralskivan som omger den.

De klumpar och vågor som ses i denna skiva (och i andra liknande den) överensstämmer med vad man kan se om gravitationskollaps inträffade. Men fram till nu saknades bevis på en planet under bildande.

Den här nyupptäckta planeten – kallad AB Aurigae b – är inbäddad i en tjock, virvlande gloria av damm och gas, mitt bland de kontrollampa spiralerna och vågorna som indikerar gravitationskollaps. Planeten är cirka 93 gånger så långt från sin stjärna som jorden är från solen, långt utanför den region där den traditionella kärntillväxtteorin skulle kunna förklara dess bildning.

Denna upptäckt ger alltså starka bevis för den alternativa teorin om gravitationskollaps.

Upptäckten gjordes med hjälp av observationer från Subaru-teleskopet vid Mauna Kea, Hawaii, samt från rymdteleskopet Hubble.

Planeten är fylld av energi från den våldsamma, snabba bildningsprocessen och är tillräckligt varm för att glöda (cirka 2000 ℃). Det är denna glöd som ger bort planetens närvaro. Samtidigt ses den virvlande gasen och dammet runt den bildade planeten upplysta av det blåaktiga ljuset från AB Aurigaes centrala stjärna.

Större och bättre teleskop

Denna nya upptäckt ger en viktig del av planetbildningens pussel, men ärendet är på intet sätt avslutat.

När våra teleskop blir större och våra observationsmetoder blir mer avancerade, förväntar vi oss att se många fler bildande planeter fångas i alla stadier av deras utveckling, såväl som fullformade mogna planeter som jorden.

Och så småningom kan vi hoppas kunna svara på de stora frågorna:hur bildades ett så konstigt och mångsidigt antal planetsystem över galaxen, hur är förhållandena i dessa nya världar och hur passar vårt eget lilla solsystem in bland dem ?