Les planètes se forment à partir du gaz et de la poussière dans les disques qui entourent les jeunes étoiles. Produits chimiques dans le disque qui s'évaporent facilement, appelés volatiles, inclure des molécules importantes comme l'eau, monoxyde de carbone, azote, ainsi que d'autres molécules organiques simples. La quantité de matière volatile qui s'accumule dans une planète au fur et à mesure qu'elle se forme est un facteur clé pour déterminer l'atmosphère de la planète et son aptitude à la vie, et dépend des détails des réservoirs de gaz et de glace dans le disque au moment de la formation de la planète.

Étant donné que les compositions de disques évoluent au cours de la durée de vie des disques, les astronomes intéressés par la composition des planètes travaillent dur pour comprendre l'évolution de la chimie des disques. Ils ont déjà déterminé que l'eau et le monoxyde de carbone gazeux sont épuisés dans les systèmes jeunes par rapport à leur abondance dans le milieu interstellaire normal, parfois jusqu'à un facteur cent.

La pensée actuelle soutient que cela est dû au fait que les volatiles ont gelé sur les surfaces des grains de poussière qui s'accumulent ensuite vers le plan médian froid du disque où ils restent gelés. Étant donné que chaque volatile a des propriétés différentes, cependant, chacun est épuisé dans une mesure différente; l'oxygène est l'élément le plus appauvri, suivi du carbone puis de l'azote. Ce cadre général explique les observations des quelques sources individuelles étudiées, mais les astronomes manquent encore d'une vision systématique de la façon dont la chimie volatile évolue avec le temps.

les astronomes du CFA Karin Oberg, Sean Andrews, Jane Huang, Chunhua Qi, et David Wilner étaient membres d'une équipe qui a utilisé l'installation ALMA pour étudier les volatiles dans cinq jeunes disques candidats. Ils ont combiné les résultats avec les données d'une première étude de quatorze disques plus évolués et les ont modélisés pour développer une vision évolutive de la chimie volatile au cours de la durée de vie des disques. Ils concluent que le monoxyde de carbone s'épuise rapidement - au cours des premiers 0,5 à 1 million d'années de la durée de vie d'un disque. Ils constatent également que les objets les plus jeunes, ceux encore profondément ancrés dans leur enveloppe de matière natale, ont des signatures chimiques distinctes probablement parce que les molécules dans le disque sont protégées du rayonnement ultraviolet qui peut perturber les liaisons chimiques.

Les scientifiques examinent également si l'évaporation des manteaux de glace pourrait ajouter des ingrédients dans le gaz, mais concluent qu'il reste encore trop d'incertitudes pour parvenir à une réponse définitive et ils plaident pour la nécessité d'un plus grand échantillon de jeunes disques. La nouvelle étude est une avancée significative dans la compréhension de l'évolution de la chimie des jeunes, disques formant des planètes.