Smalle dichte ringen van kometen komen samen om planeten te vormen aan de rand van ten minste drie verre zonnestelsels, astronomen hebben gevonden in gegevens van een paar NASA-telescopen.

Door de massa van deze ringen te schatten op basis van de hoeveelheid licht die ze reflecteren, blijkt dat elk van deze zich ontwikkelende planeten minstens de grootte heeft van een paar aardes, volgens Carey Lisse, een planetaire wetenschapper aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland.

In de laatste paar decennia, met behulp van krachtige NASA-observatoria zoals de Infrared Telescope Facility in Hawaii en de Spitzer Space Telescope, wetenschappers hebben een aantal jonge puinschijfsystemen gevonden met dunne maar heldere buitenringen die zijn samengesteld uit komeetachtige lichamen op 75 tot 200 astronomische eenheden van hun moedersterren - ongeveer twee tot zeven keer de afstand van Pluto tot onze eigen zon. De samenstelling van het materiaal in deze ringen varieert van ijsrijk (te zien in de Fomalhaut- en HD 32297-systemen) tot ijsarm maar koolstofrijk (het HR 4796A-systeem).

Hij presenteert zijn resultaten vandaag op de bijeenkomst van de American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences in Provo, Utah, Lisse zei dat wetenschappers vooral geïntrigeerd zijn door de rode stofring rond HR 4796A, die een ongewoon strakke vorm vertoont voor een baby-zonnestelsel.

Lisse traceert de extreem rode kleur naar de uitgebrande rotsachtige organische resten van kometen, een gevolg van het feit dat de ring van het systeem dicht genoeg bij de ster is dat ze allemaal zijn afgekookt. De onderzoekers zien geen rood ringstof in Fomalhaut of HD 32297, maar zie in plaats daarvan normaal blauwachtig kometenstof dat ijs bevat - omdat de ringen van deze systemen ver genoeg uit de buurt zijn dat hun kometen koud en meestal stabiel zijn.

"De nauwe grenzen van deze ringen is nog steeds een grote puzzel - je ziet dit soort strakke volgorde normaal niet in zo'n jong systeem, "Zei Lisse. "Meestal, materiaal beweegt alle kanten op voordat een exoplanetair systeem wordt schoongemaakt en tot rust komt, zodat planetaire lichamen elkaar zelden kruisen, zoals in ons huidige zonnestelsel."

Na het elimineren van andere mogelijkheden vanwege het ontbreken van primordiaal circumstellair gas dat in deze systemen wordt gezien, Lisse en zijn co-auteurs hebben de strakke structuur toegeschreven aan meerdere samenvloeiende lichamen die materiaal door de ringen "herders" hebben.

"Kometen die op deze groeiende planeetoppervlakken neerstorten, zouden enorme wolken van snel bewegende, uitgeworpen 'bouwstof, ' die zich in enorme wolken over het systeem zou verspreiden, Lisse zei. "De enige schijnbare oplossing voor deze problemen is dat meerdere miniplaneten samensmelten in deze ringen, en deze kleine lichamen, met lage opstartsnelheden, leiden de ringen in nauwe structuren - op dezelfde manier als veel van de smalle ringen van Saturnus zijn gefocust en aangescherpt."

Dit is een paradigmaverschuiving, hij voegde toe, want in plaats van een planeet te bouwen vanaf één grote bouwplaats, het komt van vele kleintjes, die uiteindelijk hun werk zullen samenvoegen tot het eindproduct. Recente studies hebben vergelijkbare theorieën opgeleverd over de vorming van de gigantische gasplaneten Uranus en Neptunus, die elk meerdere "subcores" hadden die uiteindelijk werden bedekt door dikke atmosferen.

In Fomalhaut en HD 32297, onderzoekers verwachten dat miljoenen kometen bijdragen aan het vormen van de kernen van ijsreuzenplaneten zoals Uranus en Neptunus - hoewel zonder de dikke atmosferen die de kernen van Uranus en Neptunus omhullen, aangezien de oergasschijven die dergelijke atmosferen zouden vormen, verdwenen zijn. In HR 4796A, met zijn warmere stofring, zelfs het ijs dat normaal in de kometen van de ringen wordt gevonden, is de afgelopen miljoen jaar verdampt, waardoor kernbouwstenen achterblijven die alleen rijk zijn aan overgebleven koolstof en rotsachtige materialen.

"Deze systemen lijken planeten te bouwen die we niet in ons zonnestelsel zien - grote multi-aardemassa's met variabele hoeveelheden ijs, gesteente en vuurvaste organische stoffen, "Zei Lisse. "Dit lijkt heel erg op het voorspelde recept voor de superaarde die in overvloed wordt gezien in het Kepler-planeetonderzoek."

"Er moet nog veel gebeuren, Hoewel, voordat deze ringen planeten konden worden ter grootte van de gasreuzen, "Vervolgde hij. "Waarom het zo lang duurt om buitenplaneten in deze systemen te maken - nadat hun oorspronkelijke gasschijven zijn weggehaald - is een groot mysterie."