I pianeti si formano dal gas e dalla polvere nei dischi che circondano le giovani stelle. Sostanze chimiche nel disco che evaporano facilmente, chiamati volatili, includono molecole importanti come l'acqua, monossido di carbonio, azoto, così come altre semplici molecole organiche. La quantità di materiale volatile che si accumula in un pianeta mentre si forma è un fattore chiave nel determinare l'atmosfera del pianeta e l'idoneità alla vita, e dipende dai dettagli dei giacimenti di gas e ghiaccio nel disco al momento della formazione del pianeta.

Poiché le composizioni del disco si evolvono nel corso della vita del disco, gli astronomi interessati alla composizione dei pianeti stanno lavorando duramente per comprendere l'evoluzione della chimica del disco. Hanno già determinato che l'acqua e il monossido di carbonio sono esauriti nei sistemi giovani rispetto alla loro abbondanza nel normale mezzo interstellare, a volte fino a un fattore di cento.

Il pensiero corrente sostiene che ciò è dovuto al fatto che i volatili si sono congelati sulle superfici dei granelli di polvere che poi si accumulano verso il freddo piano medio del disco dove rimangono congelati. Poiché ogni volatile ha proprietà diverse, però, ognuno è impoverito in misura diversa; l'ossigeno è l'elemento più impoverito, seguito da carbonio e poi azoto. Questo quadro generale spiega le osservazioni delle poche singole fonti studiate, ma gli astronomi mancano ancora di una visione sistematica di come la chimica volatile si evolve con il tempo.

Gli astronomi CfA Karin Oberg, Sean Andrews, Jane Huang, Chunhua Qi, e David Wilner erano membri di un team che ha utilizzato la struttura ALMA per studiare i volatili in cinque giovani candidati al disco. Hanno combinato i risultati con i dati di un primo studio su quattordici dischi più evoluti e li hanno modellati per sviluppare una visione evolutiva della chimica volatile durante la vita dei dischi. Concludono che il monossido di carbonio si esaurisce rapidamente, nei primi 0,5-1 milione di anni della vita di un disco. Trovano anche che gli oggetti più giovani, quelli ancora profondamente radicati nel loro involucro di materiale natale, hanno firme chimiche distinte probabilmente perché le molecole nel disco sono schermate dalla radiazione ultravioletta che può interrompere i legami chimici.

Gli scienziati considerano anche se l'evaporazione dei manti di ghiaccio potrebbe aggiungere nuovamente ingredienti nel gas, ma concludono che rimangono ancora troppe incertezze per raggiungere una risposta definitiva e sostengono la necessità di un campione più ampio di giovani dischi. Il nuovo studio rappresenta un progresso significativo nella comprensione dell'evoluzione della chimica dei giovani, dischi formanti pianeti.