دیسکهای عظیم حاوی گرد و خاک و گاز  تعداد زیادی از ستاره های جوان را در بر گرفته است. اما همه آنها به یک شکل نمی باشند. برخی حاوی حلقه های متحد المرکز در توده ای از گرد و خاک بوده که دیسکها را شبیه به امواج دریاچه ای می سازد که از کلوچه پر شده است.علت این شکافها  تبدیل به معمایی برای ستاره شناسان گردیده است. به عقیده برخی شکافها حاصل کشش گرانشی یک سیاره نزدیک می باشد ، اما تایید وجود این سیارات به دلیل وجود مناقشه بر سر ستاره  گریز پای دهان ماهی (Fomalhaut ) کاری بسیار مشکل می باشد.

با استفاده از شبیه سازهای کامپیوتری دقیق ، Wladimir Lyra ( کارمند آزمایشگاه پیشرانش جت کلتکس در مرکز کارل ساگال  ناسا ) و Marc Kuchner ( در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا ) الگو های حلقه ای که در بقایای دیسک ظاهر شده را در دو سیستم قدیمی و جدید بازسازی نموده اند . سیستم اول سیستم قدیمی که با برخورد سیارکها و دنباله دارها (احتمالا در کمربند کوییپر) شکل گرفته و سیستم دوم ، سیستم جوانتری بوده که با گاز تجمیع شده است می باشد.

آنها دریافتند که فعل و انفعالات گرد و خاک و گاز در درون این دیسکها را که همان الگوی شکافها بوده و ستاره شناسان آنها را به سیارات نسبت می دهند را می توانند تولید نمایند.

ستاره ها وقتی تشکیل می شوند که دانسیته ابرهای حاوی گاز و گرد و خاک بسیار زیاد شده به طوری که آنها نتوانند خودشان را در مقابل وزنشان نگه دارند. در این صورت ابرها به درون فرو میریزند و مواد در مرکز ، گرمایشان افزایش یافته و در نهایت تبدیل به مرکز ستاره می گردند و بقایای گردوخاک ابرها در اطراف ستاره در یک مسیر و با سرعتی خاص با توجه به قانون سوم کپلر حرکت می نمایند.

تصویر بالا فرایندی را که در آن گاز گرم شده و گرد و غبار غلیظ شده و تبدیل به حلقه می شود را در درون دیسکهای حلقه ای حاوی گرد و غبار و گاز و اجرام کوچک آسمانی ترکیب شده با هم را نشان می دهد .

در قسمت داخلی دیسک ، تماسهای زیادی وجود دارد . در هر اثر فتوالکتریک گرد و خاک نور ستاره را جذب و الکترونها را دفع می کند و این الکترونها با مولکول گاز برخورد کرده و سبب افزایش گرمای گاز می شود.از آنجایی که گاز دارای ویژگی به نام فشار بوده که در گرد و خاک موجود نمی باشد ، وقتی گاز گرم شد منبسط می شود . هنگامی که گاز به درون ستاره نزدیکتر می شود انبساط آن شتاب می گیرد. همانطور که در شکل نشان داده شده است برای جلوگیری گاز از افتادن خودش در مسیر نزدیک به سیاره ، گاز تمایل دارد که با سرعتی بیشتر از حد کپلری بچرخد . این بدان معناست که وقتی هنوز گاز با سرعتی بیش از حد کپلری می چرخد گاز از ذرات گرد و خاک پیشی می گیرد در نتیجه ذرات گرد و خاک احساس وزش باد در قسمت انتهایی خود کرده و همچنین فشاری به سمت  خارج و منطقه پرفشار حاصل از اثر فتوالکتریک نیز احساس می گردد.

در سمت مقابل و به دور از خورشید ، اثر فتوالکتریک در جهت مخالف اتفاق می افتد . جهت جبران کند شدگی ، انبساط گاز به سمت خارج شتاب می گیرد. ذرات گرد و خاک از گاز پیش افتاده و یک احساس وزش باد در جلوی گاز و فرورفتن به سمت داخلی مدار بار دیگر در منطقه پر فشار احساس می شود.

نمودار بالا طیفی از محتویات گاز را که در مدل شکاف دیسکی Lyra – Kuchner به کار برده می شود را نشان می دهد .

مدلها می توانند برای طیف وسیعی از انواع دیسکها دوباره الگو سازی گردد. برای آن دیسکهایی که غنی از گاز بوده و حاوی 10 برابر گاز بیشتر از گرد و خاک بوده و یا برای دیسکهای فقیر از گاز که نسبت گاز به گرد و خاک در آنها 1 به 10 می باشد.این مدلها برای دیسکهایی که دارای گاز با غلظت بسیار بالا می باشد کار نمی کند به دلیل اینکه گاز غلیظ  نور ستاره را مسدود کرده و مانع از گرم شدن گرد و خاک شده و اثر فتو الکتریک ایجاد نمی گردد.

اگر فعل و انفعالات  گرد وخاک- گاز  بتواند شکافهای دیسک را شرح دهد بنابراین برخی از کاندید های سیاره ممکن است در جدول محدود شوند و مجادله اخیربر سر اینکه آیا سیارات در کمین سیستم های TW Hydra و دهان ماهی (Fomalhaut ) هستند را کامل نماید اگر چه قضیه بسیار پیچیده تر می باشد. برای مثال : TW Hydra  دارای مقدار گاز بیشتری از محدوده تحت پوشش این مدلها می باشد و Fomalhaut نیز دارای گاز بسیار کمتری از محدوده مدلها می باشد .

جان دبیس ( از موسسه علوم تلسکوپ فضایی ) یکی از اعضای محقق تیمی که شکاف را در TW Hydra   کشف کرد می گوید:  نتایج امید بخش است.

وی می گوید میدان کاری ما این است که خیلی سریع به سمت سیارات جهش نماییم  چون توضیحی برای ساختارهایی که ما می بینیم می باشند . اما اثرهای ترکیبی و فیزیکی دیگری وجود دارد که می بایست رخ دهد ، او گفت : من کاملا موافق خواهم بود اگر شکافهایی که ما می بینیم در اصل غیر سیاره ای تولید شوند.

اما مدلها کامل نمی باشند زیرا شبیه سازها حلقه های متعدد و توده ها را تولید می نمایند  در حالی که آنالوگهای واقعی زنده فقط یک حلقه تنها یا یک توده را نشان می دهد. اثرها می توانند توسط برخورد بین دانه های سرگردان در تولید یک حلقه بجای چندین حلقه کاهش یابد یا شاید حلقه های واقعی در اصل یک سری از حلقه های باریک شبیه به آن چیزی که شبیه سازها شرح داده اند باشد. احتمالا این شکافهای دیسک شبیه به حلقه های زحل باشند و از شکافهای کوچکتر ساخته شده باشند که فقط زمانی که از نماهای نزدیک دیده شوند آشکار خواهند شد.

دیگر پیش بینی های احتمالی برای این مدلها ، شکل دیسکها می باشد.شبیه سازهای حلقه شکاف هایی با نیروی گریز از مرکز پایین تولید می کنند و تقریبا دایره ای شکل و با خروج از مرکز 0.03 یا 0.04 می باشند . ( خروج از مرکز دایره برابر صفر و سهمی برابر1  می باشد .)

برخی بقایای دیسک به خوبی با این مدلها مطابقت دارد که ممکن است معنی آن این باشد که هیچ سیاره فراخورشیدی مضنون به کمین در درون بقایای دیسک وجود ندارد. به عبارت دیگر دیسکهای بیضی شکل از قبیل فم الحوت (که دارای خروج از مرکز 0.1 می باشد ) فراتر از محدوده نتایج Lyra و Kuchner می باشند. جستجوی دقیق برای تعیین گاز توزیع شده در اطراف چنین حلقه هایی به حل معما کمک خواهد نمود.

منبع : Sky & Telescope