围绕一颗年轻恒星旋转的气体和尘埃盘，行星是在这样的圆盘中诞生的，但是它们形成的确切细节仍然是天体物理学家激烈争论的话题。
要造一个星球可不容易。
一开始，一片气体和尘埃围绕着一颗新生恒星旋转。盘中的岩石和矿物以某种方式聚集在一起，最终形成一个完整的世界。但尘埃颗粒到底是如何粘合在一起的，一直困扰着科学家们。静电力会形成鹅卵石大小的团块，但这一过程在更大的尺度上逐渐消失，更大的物体在碰撞时反弹或碎裂，而不是粘合在一起。一定还有别的东西在引导着行星的早期生长，但又是什么呢？
这个谜团的一个潜在答案出现在大约十年前，当时，现供职于亚利桑那大学的天体物理学家安德鲁·尤丁(Andrew Youdin)和普林斯顿大学的杰里米·古德曼(Jeremy Goodman)发现，在圆盘上拖拽气体的旋转尘埃，可以形成行星的种子。尤丁和古德曼称他们提出的行星构建机制为“流动不稳定”。
尤丁说，尘埃的行为类似于竞赛中骑自行车的人如何将阻力降到最低。这是我们目前了解行星形成过程的最佳方式之一。这种阻力引导颗粒形成星团，然后通过自身的引力迅速塌缩成固体，形成巨大的块状，聚集在一起形成完整的行星大小的星球。加州理工学院的天体物理学家菲利普·霍普金斯(Philip Hopkins)表示：“过去十年里，我们开展了大量工作，因为(流动不稳定性)有可能代表着我们对行星可能如何形成的理解上的突破。”
但现在可能有更多的故事。
在最近的一系列论文中，霍普金斯和他的加州理工学院同事乔纳森·斯奎尔(Jonathan Squire)描述了尘埃如何在气体中拖曳，产生了深远的影响，超越了行星形成的圆盘，扩展到整个宇宙中。圆盘中的气体会使环绕尘埃的颗粒减速，从而使其他粒子在它们的后面堆积起来。这些堆积起来的粒子可以在气体中产生尾迹，吸引附近的粒子。根据电磁场的存在或不存在等条件，尘埃可以在各种尺度上形成团块、片状、细丝或其他结构。
这一过程被称为“共振阻力不稳定”，是包括流动不稳定在内的更广泛的一类现象。它们都依赖于与拖曳力的相同的相互作用，但流动不稳定是发生在行星盘上的一种特殊情况。然而，理论上，阻力不稳定应该发生在有尘埃和气体的地方，比如黑洞和恒星周围，甚至在星际空间深处。霍普金斯说：“每当你试图在气体中移动粒子时，这种不稳定就会出现。”这种不稳定性可以在某些星球衰老和死亡，以及火山灰如何在行星大气层中沉淀的过程中发挥重要作用。
特别是，研究人员发现了一种新型的阻力不稳定性，这种不稳定性也可能发生在形成行星的圆盘上。在这个被称为“沉降不稳定”的过程中，尘埃在盘内沉降时可能聚集成同心圆环，这可能会增加流动不稳定性，并加速行星的快速形成。霍普金斯说：“普遍的感觉是，我们需要的不仅仅是流动不稳定性。很多人担心的是，这种特殊的不稳定可能发生的具体环境非常狭窄。”流动不稳定性在粉尘含量极高的环境中最有效，在这种环境中，只有一定数量的颗粒尺寸稳定在气体中的薄薄的磁盘中。只有一小部分形成行星的圆盘可能符合这些标准，然而统计数字表明所有恒星都有行星。从理论上讲，其他像霍普金斯和斯奎尔的提议那样由阻力驱动的行星形成机制，比如沉降不稳定，可以弥补这一差异。
加州理工学院的天体物理学家康斯坦丁·巴特金(Konstantin Batygin)说：“行星的形成是人类最大的知识点之一，如何形成团块这个问题困扰了这个领域几十年。事实是，对于最小的碎片是如何形成的有了一个新的认识，我认为这是一个非常重要的突破。”
其他人则不那么肯定。普林斯顿的天体物理学家吉姆·斯通（Jim Stone）说，流不稳定性已经相当普遍，并且扮演了如此大的角色，以至于它似乎不需要任何帮助。
然而，研究人员一致认为，需要做更多的工作来研究霍普金斯和斯奎尔的机制及其意义。特别是需要更好的计算机模拟来模拟特定的场景，如何在更现实、更动荡和更混乱的条件下产生和演化。霍普金斯说，这样的模拟已经在进行中。尤丁说，此外，新的射电望远镜观测行星形成盘的模糊的核心，也可能提供更多的证据支持或反对像沉降不稳定这样的过程。
斯通说：“这项工作真正有趣的是他们统一了数学。”他指出，阻力不稳定性，包括流动不稳定性，基本上是相同的。最令人兴奋的是，这些现象可能正在整个宇宙中发生。
它们甚至可能发生在地球上。霍普金斯说，他和斯奎尔听到了火山学家的报告，怀疑他们目睹了火山灰雨点穿过地球大气层所产生的阻力不稳定性的证据。落下来的火山灰越多，遮挡的阳光就越少，减少了它对地球的冷却作用；那么，了解阻力不稳定性如何影响火山爆发，对于改进气候变化模型可能是非常重要的。
不过，在这一点上，阻力不稳定性研究还没有最终解决任何谜团。尤丁说：“我认为这并不是封闭性的问题，而是真正为我们打开了新的视野。”
