Planeettakuntien synty
Kertymäkiekot prototähtien ympärillä > Kertymäkiekkojen pölyhiukkaset

Lähes kaikkien muutamaa miljoonaa vuotta nuorempien T Tauri -tähti-vaiheen saavuttaneiden tähtien ympäriltä on löydetty pääosin pölystä koostuva kiekko. Kun pölyhiukkaset ovat kerääntyneet kiekon tasoon, ne alkavat vuorovaikuttaa toistensa kanssa. Niiden törmäykset tuottavat suurempia kappaleita, kun hiukkaset liimautuvat kiinni toisiinsa, mutta törmäykset myös hajottavat hiukkasia pienempiin osiin. Tyypillisesti T Tauri -vaiheessa olevan tähden voimakas UV-säteily aiheuttaa aineiden sublimoitumista hiukkasten pinnalla ja siten vaikuttaa niiden kokojakaumaan. Myös magneettikentät ja säteilypaine vaikuttavat pölyhiukkasiin. Merkittävintä on kuitenkin pölyhiukkasten vuorovaikutus kiekossa esiintyvän kaasun kanssa, sillä kaasusta aiheutuva kitka vaikuttaa merkittävästi pölyhiukkasten ratoihin. Alkuvaiheessa pölyhiukkaset kasvattavat kokoaan törmäilemällä toisiinsa, jolloin ne takertuvat yhteen muodostaen kappaleita kooltaan noin 10 cm ja 0,3 cm yhden ja kolmenkymmenen AU:n etäisyydellä tähdestä. Pölyhiukkaset muodostavat takertuessaan toisiinsa verkkomaisia erittäin löyhiä rakenteita, jotka lisäävät niiden efektiivistä poikkipinta-alaa huimasti, ja takertumisvauhti kasvaa entisestään. Tällöin pöly ja suuremmat kappaleet muodostavat tiheän ja erittäin ohuen kiekon pääosin kaasusta koostuvan kertymäkiekon sisälle. Aivan kiekon tasossa pölyn ja kaasun massatiheyksien suhde saa arvon välillä 10-100, kun tason ulkopuolella pölyn ja kaasun tiheydet ovat likimain samat. Tämän "alikiekon" aine kiertää tähteä Keplerin radoilla. Kaikkein suurimmat kappaleet painuvat kaikkein tarkimmin kiekon tasoon, sillä kaasun turbulenssit vaikuttavat kappaleisiin sitä vähemmän mitä suurempia ne ovat. Pölyn rikastumista kiekon tasossa edesauttaa myös kaasusta aiheutuva kitka. Kun pöly on Keplerin radalla tähden ympärillä, mutta kaasuun vaikuttaa gravitaation lisäksi myös säteilypaine, syntyy tilanne, jossa kaasun kitka kuljettaa pölyhiukkasia kiekon sisäosiin ja kiekon tasoon pitkienkin matkojen päästä.
Kiekon kaasuun vaikuttaa paineesta aiheutuva pieni ulospäin suuntautuva voima, joka pienentää sen kokemaa gravitaatiopotentiaalia, ja siten kaasun nopeus tähteä ympäröivällä radalla hiukan pienentyy. Kaikkein pienimmät kiinteät kappaleet kokevat saman voiman ja siten käyttäytyvät kuten kaasu, mutta suuremmat noin metrin kokoluokkaan kuuluvat kappaleet ovat Keplerin radoilla, ja siksi kaasu aiheuttaa niihin pienen "vastatuulen". Tämä ilmiö saa kappaleet putoamaan hiljalleen kohti tähteä ja poistaa suuren määrän raskaimpia aineita kertymäkiekosta. Kun kappaleiden massa kasvaa törmäyksien seurauksena, niiden massan suhde efektiiviseen pinta-alaan kasvaa ja vastatuulen vaikutus pienenee merkityksettömäksi. Tällöin kappaleiden koko on kasvanut jo tuhansiin metreihin. Vaikka paljon kiinteitä aineita poistuukin kiekosta, erikokoisten kappaleiden nopeuserot aikaansaavat runsaasti törmäyksiä, kappaleet kasvavat nopeasti kriittisen suuruusluokan yli eikä kaikki kiinteä aine pääse poistumaan kiekosta.
Pölyhiukkasten voimakas rikastuminen kiekon tasoon ja niiden törmäily toistensa kanssa saavat lopulta aikaan useiden kilometrien kokoisia kappaleita, jotka jatkaessaan törmäilyä kasvavat entisestään. Tämä populaatio muodostaa protoplaneettojen siemenen, sillä lopulta pieni osa kappaleista väistämättä saavuttaa riittävän suuren koon, jotta gravitaation välityksellä tapahtuvat vuorovaikutukset ovat mahdollisia. Tällöin planeettojen syntyprosessi pääsee vauhtiin kertymäkiekon käyttäytymistä alkavat hallita ensimmäiset protoplaneetat.