Den mest kraftfulla observatoriet i världen av radio spionerar på fluffiga mikroskopiska dammpartiklar som bildar beståndsdelar runt en ung stjärna.
Hur bildades barnens planet? Det verkar som svaret är enkelt. Ta en stor mängd damm i en ung stjärnas bana, pressa den och - voila! - få fröet från en nyfödd planet, runt vilken gravitation lockar allt mer material, skapa en fullskalig protoplanet.
Även från en logisk synpunkt är allt sant, men många mysterier förblir. Astronomer är fortfarande inte säkra på hur omgivande gas och damm bildar planeter. Den här frågan är ett ständigt mysterium som ligger bakom planets modellbild, men vi är nära några ledtrådar.
Nu studerar det största radioobservatoriet ljuset från en ung stjärna för att förstå formationsprocessen.
Den Atakamsky stora (antenn) millimeter-intervallet (ALMA) i Chile användes för att studera en viss typ av polarisering av radiovågor som kommer från den 5 miljoner åriga stjärnan HD 142527. Den har en vikt av ca 2 gånger solen och ligger 500 ljusår från Earth, har en ring av damm och gas. Astronomer tror att de utgör planetens byggstenar. Men mysteriet är hur detta damm kommer att vända från mikroskopiska spår till stora steniga planeter tusentals kilometer i storlek.
ALMA klockar dammring runt HD 142527
Eftersom dammkorn huvudsakligen är frön från framtida exoplaneter, använde Akimas Kataoka vid Heidelbergs universitet och Japans nationella astronomiska observatorium och hans team ALMA precisionsinstrument för att studera orientering och polarisering av radiovågor som kommer från ringen.
Radiovågor utsänds av stjärnor och dispergeras sedan som partiklar i en ring. Partikelinformation är som ett "fingeravtryck". Kataoka kunde skilja partikelstorleken och kom över en överraskning: de enskilda partiklarna var mycket mindre än väntat i tidigare studier. Det visar sig att de huvudsakliga dammkornen från vilka planeterna kommer att formas upptar endast 150 mikrometer i bredd. Detta är ungefär 2 gånger mindre än ett bord av bordsalt och 10 gånger mindre än förväntningarna.
Detta skapar ett problem med tidigare modeller av formation och ignorerar bara forskarnas intresse.
Dammpartiklarna som bildar elementen för bildandet av planeterna är inte enkla partiklar, men komplexa strukturer som består av många små dammpartiklar.
Ny forskning visar att dessa inte är enkla sfäriska partiklar, men "fluffiga". Det betyder att många små partiklar håller sig ihop och bildar mer komplexa föremål. Därför är de tidigare upptäckta större partiklarna kluster av små. Och mekanismen genom vilken detta händer kan bli den viktigaste mekanismen i planetens födelse. "Tack vare ALMAs höga känslighet upptäckte vi en liten signal och fick information om formen av dammpartiklarna", sa Kataoka. "Detta var det första steget i att undersöka utvecklingen av damm med polarimetri. Jag tycker att mycket mer förvånande väntar på oss ytterligare. "
Enligt en tidig Kataoka-studie bildas dessa "fluffiga dammiga aggregat" efter kompression genom tryck från en ung stjärnas strålning. I slutändan blir de så massiva att de lockar mer material med gravitationen och skapar planets "frön".
