行星的形成始于原行星盘中，通过核心吸积，其中重力导致盘中的粒子相互粘附。这个过程最终导致形成大型固体，如小行星或行星。行星诞生后，它开始在原行星盘上雕刻间隙，就像黑胶唱片上的凹槽一样。
除了凹槽之外，ALMA观测还揭示了原行星盘中其他奇特的结构，包括形状类似于香蕉或花生的星团和弧形。人们认为行星也负责为至少其中一些结构提供动力。
一定是有什么东西导致这些结构的形成。产生这些结构的可能机制之一-当然也是最有趣的一种-是我们看到的弧和团块集中在流体漩涡中心的尘埃颗粒：基本上是小飓风，可以由行星在原行星盘中雕刻的间隙边缘的特定不稳定性引发。
剑桥大学和高等研究所的研究人员开发了一种技术，利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）对这些“飓风”的观测，对年轻恒星系统中行星的质量和年龄进行一些限制。根据研究人员的说法，这些小“飓风”可用于研究行星形成的某些方面，即使是距离很远的恒星运行的较小行星，并且大多数望远镜都无法到达。
这两位研究人员首先推测了一颗行星需要在圆盘中产生漩涡多长时间才能发展他们的技术。然后，通过对行星的质量或年龄设置较低的限制，他们使用这些计算来约束带有涡旋的圆盘中行星的参数。他们将这些方法称为行星的“涡旋测年”和“涡旋称重”。
圆盘中的明显间隙是由于一颗不断增长的行星一旦长得足够大，就会开始将圆盘中的物质推开。结果，缝隙外部的材料比间隙内的材料密度更大。随着间隙的扩大和密度差异的增加，可能会产生不稳定性。这种不稳定性会干扰椎间盘，最终可能导致涡旋。
博士生NicolasCimerman说：“随着时间的推移，多个漩涡可以合并，演变成一个大结构，看起来像我们在ALMA上观察到的弧。由于漩涡需要时间形成，研究人员说他们的方法就像一个时钟，可以帮助确定行星的质量和年龄。
来自剑桥应用数学和理论物理系的主要作者RomanRafikov教授说：“由于引力更强，质量更大的行星在其发展的早期会产生漩涡，因此我们可以使用漩涡对行星的质量施加一些限制，即使我们无法直接看到行星。
天文学家可以使用许多数据点（如光度、速度和光谱）来估计恒星的年龄。有了这些知识，剑桥研究人员计算了自原行星盘起源以来可能在其轨道上的最小行星质量，并能够产生ALMA可观测的漩涡。这使他们能够在不直接观察的情况下估计行星的质量。
科学家们发现，负责这些漩涡的潜在行星必须具有至少几十个地球质量的质量，在超级海王星范围内，通过将这种技术应用于几个已知的原行星盘，这些原行星盘具有暗示涡旋的重要弧线。
Cimerman说：“我经常在日常工作中专注于执行模拟的技术方面。当事情走到一起时，这是令人兴奋的，我们可以利用我们的理论发现来了解真实的系统。
Rafikov说：“我们的约束可以与其他方法提供的极限相结合，以提高我们对这些系统中行星特征和行星形成途径的理解。通过研究其他恒星系统中的行星形成，我们可以更多地了解我们自己的太阳系是如何演化的。