Podľa súčasných odhadov by v Galaxii Mliečnej dráhy mohlo byť až 100 miliárd planét. Bohužiaľ, nájdenie dôkazov o týchto planétach je náročná a časovo náročná práca. Z väčšej časti sú astronómovia nútení spoliehať sa na nepriame metódy, ktoré merajú poklesy jasu hviezdy (Tranzitná metóda) Dopplerových meraní vlastného pohybu hviezdy (metóda radiálnej rýchlosti).
Priame zobrazovanie je veľmi ťažké z dôvodu rušiaceho účinku, ktorý majú hviezdy, kde ich jas sťažuje pozorovanie planét obiehajúcich okolo nich. Našťastie nová štúdia pod vedením Centra pre infračervené spracovanie a analýzu (IPAC) v Caltechu určila, že môže existovať skratka na nájdenie exoplanet pomocou priameho zobrazovania. Ako tvrdia, riešením je hľadať systémy s diskom s kruhovým úlomkom, pretože určite majú aspoň jednu obrovskú planétu.
Štúdia s názvom „Priamy obrazový prieskum dešifrovaných diskov Spitzer: Výskyt obrovských planét v prašných systémoch“ sa nedávno objavila v The Astronomical Journal. Tiffany Meshkat, pomocná vedecká pracovníčka v IPAC / Caltech, bola vedúcou autorkou štúdie, ktorú vykonala pri práci v Jet Propulsion Laboratory NASA ako postdoktorandka.
Na účely tejto štúdie Dr. Meshkat a jej kolegovia skúmali údaje o 130 rôznych jednohviezdičkových systémoch s diskami s troskami, ktoré potom porovnali s 277 hviezdami, ktoré sa nezdajú byť hostiteľskými diskami. Všetky tieto hviezdy pozoroval Spitzerov vesmírny teleskop agentúry NASA a všetky boli relatívne mladé vo veku (menej ako 1 miliarda rokov). Z týchto 130 systémov bolo 100 predtým študovaných kvôli zisteniu exoplanet.
Meshkat a jej tím potom nadviazali na zvyšných 30 systémov pomocou údajov z W.M. Observatórium Keck na Havaji a veľmi veľký ďalekohľad Európskeho južného observatória (ESO) (VLT) v Čile. Aj keď v týchto systémoch nezistili žiadne nové planéty, ich vyšetrenia pomohli charakterizovať množstvo planét v systémoch, ktoré mali disky.
Zistili, že mladé hviezdy s troskami diskov majú s väčšou pravdepodobnosťou aj obrovské exoplanety so širokými obežnými dráhami ako tie, ktoré ich nemajú. Tieto planéty mali pravdepodobne päťkrát väčšiu hmotnosť ako Jupiter, čím sa z nich stali „super-jupiteri“. Ako vysvetlil Dr. Meshkat v nedávnej tlačovej správe NASA, táto štúdia bude nápomocná, keď príde čas na to, aby si lovci exoplanet vybrali svoje ciele:
„Náš výskum je dôležitý pre to, ako budúce misie naplánujú, ktoré hviezdy budú pozorovať. Mnoho planét, ktoré sa našli pomocou priameho zobrazovania, bolo v systémoch, ktoré obsahovali disky s troskami, a teraz vieme, že prach by mohol byť indikátorom neobjavených svetov. “
Táto štúdia, ktorá bola najväčším vyšetrením hviezd so zaprášenými diskami na nečistoty, doteraz poskytla najlepší dôkaz o tom, že obrie planéty sú zodpovedné za udržiavanie diskov na troskách pod kontrolou. Výskum síce priamo nevyriešil, prečo by prítomnosť obrovskej planéty spôsobila tvorbu diskov, autori naznačujú, že ich výsledky sú v súlade s predpoveďami, že disky diskov sú produktmi obrovských planét, ktoré sa vznášajú a spôsobujú zrážky prachu.
Inými slovami sa domnievajú, že gravitácia obrovskej planéty by spôsobila zrážku planestimálov, čo by im zabránilo tvoriť ďalšie planéty. Ako spoluautor štúdie Dimitri Mawet, ktorý je tiež vedecký pracovník JPL, vysvetlil:
„Je možné, že v týchto systémoch nenájdeme malé planéty, pretože tieto masívne telá čoskoro zničili stavebné bloky skalných planét, posielajúc ich rozbíjaním do vysokých rýchlostí namiesto jemného kombinovania. “
V rámci slnečnej sústavy vytvárajú obrie planéty rôzne druhy pásov. Napríklad medzi Marsom a Jupiterom máte hlavný asteroidný pás, zatiaľ čo za Neptúnom leží pás Kuiper. Mnoho systémov skúmaných v tejto štúdii má tiež dva pásy, hoci sú výrazne mladšie ako vlastné pásy Slnečnej sústavy - zhruba 1 miliarda rokov v porovnaní so 4,5 miliardami rokov.
Jedným zo systémov skúmaných v štúdii bola Beta Pictoris, systém, ktorý má disketu, kométy a jeden potvrdený exoplanet. Táto planéta, označená ako Beta Pictoris b, má hmotu 7 Jupiterov a obieha okolo hviezdy vo vzdialenosti 9 AU - t. J. Deväťnásobok vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom. Tento systém bol astronómami v minulosti priamo zobrazovaný pomocou pozemných ďalekohľadov.
Je zaujímavé, že astronómovia pred potvrdením existencie tohto exoplanetu predpovedali existenciu tohto exoplanetu, a to na základe prítomnosti a štruktúry disku s troskami systému. Ďalším študovaným systémom bol HR8799, systém s debrisovým diskom, ktorý má dva prominentné prachové pásy. V týchto druhoch systémov sa vyvodzuje prítomnosť väčších planét na základe potreby udržania týchto prachových pásov.
To sa považuje za prípad našej vlastnej slnečnej sústavy, kde pred 4 miliardami rokov obrovské planéty odklonili prechádzajúce kométy smerom k Slnku. To malo za následok neskoré ťažké bombardovanie, kde boli vnútorné planéty vystavené nespočetným dopadom, ktoré sú dodnes viditeľné. Vedci sa tiež domnievajú, že práve v tomto období migrácie Jupitera, Saturna, Uránu a Neptúna odvádzali prach a malé telá, aby vytvorili pás Kuiperov a Asteroidy.
Meshkat a jej tím tiež poznamenali, že systémy, ktoré skúmali, obsahovali oveľa viac prachu ako naša slnečná sústava, čo možno pripísať ich rozdielom vo veku. V prípade systémov, ktoré majú asi 1 miliardu rokov, môže byť zvýšená prítomnosť prachu výsledkom malých telies, ktoré ešte nevytvorili väčšie telá, ktoré sa zrážajú. Z toho je možné odvodiť, že aj naša slnečná sústava bola kedysi oveľa prašnejšia.
Autori však poznamenávajú, že je možné, že systémy, ktoré pozorovali - ktoré majú jednu obrovskú planétu a disk s troskami - môžu obsahovať viac planét, ktoré ešte neboli objavené. Nakoniec pripúšťajú, že na to, aby sa tieto výsledky mohli považovať za presvedčivé, je potrebných viac údajov. Medzitým by však táto štúdia mohla slúžiť ako návod na to, kde by sa našli exoplanety.
Ako Karl Stapelfeldt, vedecký pracovník programu Exoplanet Exploration Programme Office a spoluautor štúdie, uviedol:
„Tento výskum tým, že ukazuje astronómom, v ktorých majú budúce misie, ako napríklad James Webb Space Telescope, NASA najväčšiu šancu nájsť obrovské exoplanety, tento výskum pripravuje cestu k budúcim objavom.“
Táto štúdia by okrem toho mohla pomôcť informovať naše vlastné chápanie toho, ako sa solárna sústava vyvíjala v priebehu miliárd rokov. Astronómovia už nejaký čas diskutujú o tom, či sa planéty ako Jupiter presunuli na svoje súčasné pozície a ako to ovplyvnilo vývoj slnečnej sústavy. A stále sa diskutuje o tom, ako sa tvoril Hlavný pás (t. J. Bez plného obsahu).
V neposlednom rade by mohla informovať o budúcich prieskumoch a informovať astronómov o tom, ktoré hviezdne systémy sa vyvíjajú v rovnakom duchu ako naše vlastné, pred miliardami rokov. Kdekoľvek majú hviezdne systémy disky s troskami, usudzujú na prítomnosť obzvlášť masívneho plynového obra. A ak majú disk s dvoma prominentnými prachovými pásmi, môžu usúdiť, že sa tiež stane systémom obsahujúcim veľa planét a dva pásy.
