Os planetas se formam a partir do gás e da poeira em discos que circundam as estrelas jovens. Produtos químicos no disco que evaporam facilmente, chamados voláteis, incluem moléculas importantes como água, monóxido de carbono, azoto, bem como outras moléculas orgânicas simples. A quantidade de material volátil que se acumula em um planeta à medida que se forma é um fator chave para determinar a atmosfera do planeta e sua adequação para a vida, e depende dos detalhes dos reservatórios de gás e gelo no disco no momento da formação do planeta.

Uma vez que as composições do disco evoluem ao longo da vida do disco, astrônomos interessados ​​na composição do planeta estão trabalhando duro para entender a evolução da química do disco. Eles já determinaram que a água e o gás monóxido de carbono são esgotados em sistemas jovens, em comparação com suas abundâncias no meio interestelar normal, às vezes por até cem vezes.

O pensamento atual argumenta que isso ocorre porque os voláteis congelaram nas superfícies dos grãos de poeira que então se acumulam em direção ao plano médio frio do disco, onde permanecem congelados. Uma vez que cada volátil tem propriedades diferentes, Contudo, cada um está esgotado em uma extensão diferente; o oxigênio é o elemento mais esgotado, seguido por carbono e nitrogênio. Este quadro geral explica as observações das poucas fontes individuais estudadas, mas os astrônomos ainda não têm uma visão sistemática de como a química volátil evolui com o tempo.

Os astrônomos do CfA Karin Oberg, Sean Andrews, Jane Huang, Chunhua Qi, e David Wilner eram membros de uma equipe que usou as instalações do ALMA para estudar os voláteis em cinco jovens candidatos a disco. Eles combinaram os resultados com dados de um estudo anterior de quatorze discos mais evoluídos e os modelaram para desenvolver uma visão evolucionária da química volátil ao longo da vida dos discos. Eles concluem que o monóxido de carbono se esgota rapidamente - nos primeiros 0,5 a 1 milhão de anos da vida útil de um disco. Eles também descobrem que os objetos mais novos, aqueles ainda profundamente enraizados em seu envelope de material natal, têm assinaturas químicas distintas provavelmente porque as moléculas no disco são protegidas da radiação ultravioleta que pode romper as ligações químicas.

Os cientistas também consideram se a evaporação dos mantos de gelo pode adicionar ingredientes de volta ao gás, mas concluem que muitas incertezas ainda permanecem para se chegar a uma resposta definitiva e eles argumentam pela necessidade de uma amostra maior de discos jovens. O novo estudo é um avanço significativo na compreensão da evolução da química dos jovens, discos formadores de planetas.