几十年来，天文学家对那些围绕着恒星（比如太阳）的行星（比如地球或火星）是如何形成的，一直有一个大致的图景：在一颗年轻的恒星周围，会出现一个由气体和尘埃构成的原行星盘。在这个盘里，小型天体出现并越长越大，最终达到几千千米的直径，换句话说，它们就成了行星。但问题在于，在这个简单图景中还有许多细节仍然没有得到解释。最近，在一项新研究中，天文学家利用一系列模拟来探索带内行星演化的不同可能性。
他们发现，内太阳系实际上是一种罕见的、但可能的演化结果。研究已于近日发表在《自然·天文学》上。
近年来，由于观测方法的提升，现代的行星形成图景在非常具体的方向上得到了完善和提高。最引人注目的改变来自ALMA（阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列）于2014年发布的年轻恒星金牛座H L周围的原行星盘。它以前所未有的细节揭示了这个盘中清晰可见的环和环缝的嵌套结构。
研究人员认为，这种环和环缝通常与一种“压力颠簸”（pressure bump）有关，也就是某些地方的局部压力比周围区域要低一些。这些局部变化通常离不开盘中成分的变化，主要是尘埃颗粒大小的差异。
在寻找答案的过程中，科学家结合了几个模拟，它们涵盖了行星形成的不同方面和不同阶段。具体来说，天文学家构建了一个气体盘的模型，它在硅酸盐变成气体的边界以及水和一氧化碳雪线处有三处压力颠簸。然后，他们模拟了尘粒在气体盘中的生长和碎裂方式以及星子的形成。这些结果表明，我们太阳系的出现与其原行星盘的环状结构之间有着非常直接的联系。正如预期的那样，在这些模型中，星子在压力颠簸处附近自然形成。
总的来说，广泛的模拟带来了两种基本结果。第一种是，水冰雪线处的压力颠簸很早就形成了，在这种情况下，行星系的内外区域在最初的十万年内就已经分道扬镳。这导致在带内区域形成了低质量的陆地行星，这非常类似于太阳系发生的情况。第二种是，如果水冰雪线的压力颠簸形成的时间比这要晚，或者没有那么明显，更多的质量就能漂移到带内区域，反而导致内行星系中超级地球或超小海王星的形成。
从目前对系外行星系的观测证据来看，第二种情况反而更有可能，而我们太阳系则是相对罕见的行星形成结果。