Los planetas se forman a partir del gas y el polvo en discos que rodean a las estrellas jóvenes. Sustancias químicas en el disco que se evaporan fácilmente. llamados volátiles, incluir moléculas importantes como el agua, monóxido de carbono, nitrógeno, así como otras moléculas orgánicas simples. La cantidad de material volátil que se acumula en un planeta a medida que se forma es un factor clave para determinar la atmósfera del planeta y su idoneidad para la vida. y depende de los detalles de los depósitos de gas y hielo en el disco en el momento de la formación del planeta.

Dado que las composiciones de los discos evolucionan a lo largo de la vida útil del disco, Los astrónomos interesados ​​en la composición de los planetas están trabajando duro para comprender la evolución de la química de los discos. Ya han determinado que el agua y el gas de monóxido de carbono se agotan en sistemas jóvenes en comparación con su abundancia en el medio interestelar normal. a veces hasta en un factor de cien.

El pensamiento actual sostiene que esto se debe a que los volátiles se han congelado en las superficies de los granos de polvo que luego se acumulan hacia el plano medio frío del disco, donde permanecen congelados. Dado que cada volátil tiene propiedades diferentes, sin embargo, cada uno se agota en diferente medida; el oxígeno es el elemento más agotado, seguido por carbono y luego nitrógeno. Este marco general explica las observaciones de las pocas fuentes individuales estudiadas, pero los astrónomos aún carecen de una visión sistemática de cómo evoluciona la química volátil con el tiempo.

Los astrónomos de CfA Karin Oberg, Sean Andrews, Jane Huang, Chunhua Qi, y David Wilner eran miembros de un equipo que utilizó las instalaciones de ALMA para estudiar los volátiles en cinco candidatos a discos jóvenes. Combinaron los resultados con datos de un estudio temprano de catorce discos más evolucionados y los modelaron para desarrollar una visión evolutiva de la química volátil a lo largo de la vida de los discos. Llegan a la conclusión de que el monóxido de carbono se agota rápidamente, en los primeros 0,5 a 1 millón de años de vida de un disco. También encuentran que los objetos más jóvenes, aquellos todavía profundamente incrustados en su envoltura de material natal, tienen firmas químicas distintas probablemente porque las moléculas en el disco están protegidas de la radiación ultravioleta que puede romper los enlaces químicos.

Los científicos también consideran si la evaporación de los mantos de hielo podría agregar ingredientes nuevamente al gas, pero concluyen que aún quedan demasiadas incertidumbres para llegar a una respuesta definitiva y argumentan a favor de la necesidad de una muestra más grande de discos jóvenes. El nuevo estudio es un avance significativo en la comprensión de la evolución de la química de los jóvenes, discos formadores de planetas.