Vierhonderdvijftig lichtjaar van de aarde, een jonge ster gloeit in het midden van een systeem van concentrische ringen gemaakt van gas en stof, en het produceert planeten, één voor elke opening in de ring.

De ontdekking ervan heeft de theorieën over de oorsprong van het zonnestelsel door elkaar geschud. Mayer Humi, een wetenschapper van het Worcester Polytechnic Institute, is van mening dat het een geschikt onderzoeksdoel vormt voor theorieën over protoplanetaire ringen rond sterren. Het onderzoek is gepubliceerd in de Tijdschrift voor wiskundige fysica .

De ster, HL Tauri, bevindt zich in het sterrenbeeld Stier en wekte belangstelling op voor het vermoeden van Pierre-Simon Laplace uit 1796 dat hemelwolken van gas en stof rond nieuwe sterren condenseren om ringen en vervolgens planeten te vormen. Een opwindende afbeelding van HL Tauri, gemaakt in 2014 door de Atacama Large Millimeter Array, is de eerste keer dat planetaire ringen in zo'n scherp detail zijn gefotografeerd, een observationele bevestiging van het vermoeden van Laplace.

"We kunnen veel gaswolken in het universum waarnemen die kunnen evolueren naar een zonnestelsel, Humi zei. "Recente waarnemingsgegevens tonen aan dat zonnestelsels overvloedig aanwezig zijn in het universum, en sommigen van hen kunnen verschillende soorten leven herbergen."

Humi, naast enkele van de grootste astronomen uit de geschiedenis, vroegen zich af over het ontstaan ​​van zonnestelsels en hun evolutie in het heelal. Hoe ontstaan ​​ze en welk traject zullen ze in de toekomst volgen?

"Het fundamentele probleem was en is hoe een oerwolk van gas kan evolueren onder zijn eigen zwaartekracht om een ​​zonnestelsel te creëren, ' zei Humi.

Humi gebruikt de Euler-Poisson-vergelijkingen, die de evolutie van gaswolken beschrijven, en reduceert ze van zes naar drie modelvergelijkingen voor toepassing op axisymmetrische roterende gaswolken.

In de krant, Humi beschouwt de vloeistof in de oergaswolk als een onsamendrukbare, gelaagde vloeistofstroom en leidt tijdafhankelijke oplossingen af ​​om de evolutie van dichtheidspatronen en oscillaties in de cloud te bestuderen.

Humi's werk laat zien dat, met de juiste omstandigheden, ringen kunnen ontstaan ​​uit de wolk van stof en gas, en het bevestigt de hypothese van Laplace uit 1796 dat ons zonnestelsel is gevormd uit een soortgelijke stof- en gaswolk rond de zon.

"Ik kon drie analytische oplossingen presenteren die aantonen dat ringen kunnen worden gevormd, inzicht dat niet kan worden verkregen uit het oorspronkelijke stelsel vergelijkingen, "Zei Humi. "De echte uitdaging is om te laten zien dat de ringen verder kunnen evolueren om de planeten te creëren."