Les planètes se forment lorsque les grains de poussière d'un disque protoplanétaire se transforment en cailloux, puis en planètes. Parce que les petits grains de poussière interagissent avec le gaz (via la traînée qu'il confère), le gaz dans les disques protoplanétaires influence la distribution des petits grains et donc la croissance des planètes. Les astronomes qui tentent de comprendre comment les interactions poussière-gaz affectent le développement de la planète sont particulièrement intéressés par l'étude de l'épaisseur du disque (sa « hauteur verticale ») par rapport à la distance de l'étoile; le disque s'évase vers l'extérieur dans la plupart des cas où l'étoile centrale domine la masse du système. En mesurant indépendamment les hauteurs du gaz et des petits grains de poussière, les astronomes peuvent étudier les caractéristiques fondamentales du disque telles que le rapport de masse gaz/poussière et la turbulence dans le disque.

Les astronomes du CFA Richard Teague et David Wilner et une équipe de collègues ont réalisé la première comparaison directe des hauteurs verticales de gaz et de poussière. Ils ont modélisé des observations multi-longueurs d'onde d'archives d'ALMA, Hubble, et Gemini dans trois disques planétaires particulièrement adaptés à de telles mesures :les systèmes sont modérément inclinés par rapport à la ligne de visée pour offrir une perspective 3D, ils contiennent suffisamment de monoxyde de carbone et de poussières pour que ces composants soient mesurés, et les disques affichent plusieurs sonneries. Les anneaux diffusent la lumière et sont nécessaires à l'estimation des hauteurs verticales des petits grains (les origines des anneaux sont incertaines, éventuellement creusées par des planètes ou par une transition de température qui produit des glaces).

Les astronomes constatent que dans deux systèmes, le gaz et la poussière à des distances de l'étoile d'environ cent unités astronomiques sont colocalisés avec la même structure, mais plus loin les grains de poussière ont une hauteur verticale plus petite que le gaz CO. Dans le troisième système, les deux composants ont la même forme à toutes les distances. Les scientifiques soutiennent qu'un rapport massique gaz/poussière supérieur à 100 (la valeur typique pour le milieu interstellaire) pourrait expliquer le comportement des deux premiers. L'équipe conclut également que les hauteurs verticales de gaz et de poussière ne sont pas simplement des fonctions de la masse, âge, ou type spectral de l'étoile, mais dans des travaux futurs, ils espèrent clarifier les dépendances.

Les scientifiques avertissent qu'avec seulement trois exemples, il est prématuré de généraliser leurs conclusions. Ils notent également que les mécanismes de production des anneaux sont incertains et qu'il pourrait y avoir eu un effet de sélection non identifié dans ces systèmes. Par exemple, ces disques sont relativement volumineux, et plus petit, les plus typiques pourraient se comporter différemment. Pas des moindres, les effets des turbulences et des dépôts de poussière restent incertains. Ces premiers résultats, cependant, démontrer la faisabilité des techniques. Des observations et une modélisation supplémentaires devraient permettre de caractériser les disques d'autres systèmes et de retracer plus de détails sur le processus de formation des planètes.