Prema trenutnim procjenama, samo bi u Galaksiji Mliječni put moglo biti 100 milijardi planeta. Nažalost, pronalazak dokaza o ovim planetima je težak, dugotrajan posao. Uglavnom su astronomi prisiljeni oslanjati se na neizravne metode koje mjere spuštanje u sjaju zvijezde (Metoda tranzita) doplerskim mjerenjima zvijezdovog gibanja (metoda radijalne brzine).
Izravno snimanje je vrlo teško zbog efekta otkazivanja zvijezda, gdje njihova svjetlina otežava uočavanje planeta u orbiti. Srećom, nova studija koju je predvodio Centar za obradu i analizu infracrvenog zračenja (IPAC) na Caltechu utvrdila je da možda postoji prečac za pronalaženje egzoplaneta pomoću izravnog snimanja. Rješenje, tvrde, je traženje sustava s obodnim diskom otpadaka, jer oni sigurno imaju barem jedan velikanski planet.
Studija pod naslovom "Istraživanje izravnim slikanjem otkrivenih smetliških diskova Spitzera: pojava divovskih planeta u prašnim sustavima" nedavno se pojavila u The Astronomical Journal. Tiffany Meshkat, asistentica na istraživanju IPAC / Caltech, bila je vodeća autorica studije koja je izvela dok je radila u NASA-inom laboratoriju za mlazni pogon kao postdoktorski istraživač.
Za potrebe ove studije, dr. Meshkat i njezini kolege ispitali su podatke o 130 različitih jednozvjezdanih sustava s diskovima krhotina, koje su potom uspoređivali s 277 zvijezda koje ne izgledaju kao domaći diskovi. Sve ove zvijezde promatrali su NASA-in svemirski teleskop Spitzer i bili su relativno mladi u dobi (manje od milijardu godina). Od tih 130 sustava, 100 ih je ranije proučeno radi pronalaženja egzoplaneta.
Dr. Meshkat i njezin tim su nakon toga pratili na preostalih 30 sustava koristeći podatke iz W.M. Opservatorij Keck na Havajima i vrlo veliki teleskop (VLT) Europskog južnog opservatorija u Čileu. Iako nisu otkrili nove planete u tim sustavima, njihova ispitivanja pomogla su karakterizirati obilje planeta u sustavima koji imaju diskove.
Otkrili su da mlade zvijezde s diskovima krhotina imaju veću vjerojatnost da će imati i divovske egzoplanete sa širokim orbitama od onih koje nemaju. Vjerojatno su i ove planete imale pet puta veću masu Jupitera, što ih čini "Super-Jupiterima". Kao što je dr. Meshkat objasnio u nedavnom NASA-ovom priopćenju za javnost, ova će vam studija biti od pomoći kada dođe vrijeme da lovci na egzoplanete odaberu svoje ciljeve:
„Naše je istraživanje važno kako će buduće misije planirati koje zvijezde promatrati. Mnogi planeti koji su pronađeni izravnim slikanjem bili su u sustavima koji su imali diskove od krhotina, a sada znamo da bi prašina mogla biti pokazatelji neotkrivenih svjetova. "
Ova studija, koja je bila najveće ispitivanje zvijezda s prašnjavim diskovima otpada, također je pružila najbolji dokaz do danas da su divovske planete odgovorne za kontrolu diskova od krhotina. Iako istraživanje nije izravno razriješilo zašto bi prisustvo divovskog planeta uzrokovalo stvaranje diskova od krhotina, autori ukazuju da su njihovi rezultati u skladu s predviđanjima da su diskovi od krhotina proizvodi divovskih planeta koji se miješaju i uzrokuju sudare prašine.
Drugim riječima, oni vjeruju da bi gravitacija ogromnog planeta uzrokovala sudaranje planestimala, sprječavajući ih u stvaranju dodatnih planeta. Kao suautor studije, Dimitri Mawet, koji je i viši znanstvenik JPL-a, objasnio je:
"Moguće je da u tim sustavima ne nalazimo male planete, jer su rana ta masivna tijela uništila građevne blokove stjenovitih planeta, šaljući ih tako što se međusobno razbijaju velikim brzinama, umjesto da se lagano kombiniraju. "
U Sunčevom sustavu, divovske planete stvaraju svojevrsne pojaseve. Na primjer, između Marsa i Jupitera imate glavni asteroidni pojas, dok izvan Neptuna leži Kuiperov pojas. Mnogi sustavi ispitivani u ovoj studiji također imaju dva pojasa, iako su značajno mlađi od pojaseva Sunčevog sustava - stari otprilike milijardu godina u odnosu na 4,5 milijardi godina.
Jedan od sustava ispitivanih u studiji bio je Beta Pictoris, sustav koji ima disk krhotina, komete i jedan potvrđeni egzoplanet. Ovaj planet, nazvan Beta Pictoris b, koji ima 7 Jupiterovih masa i orbitira oko zvijezde na udaljenosti od 9 AU - tj. Devet puta udaljenost između Zemlje i Sunca. Ovaj sustav su astronomi u prošlosti izravno slikali pomoću zemaljskih teleskopa.
Zanimljivo je da su astronomi predvidjeli postojanje ove egzoplanete mnogo prije nego što je potvrđeno na temelju prisutnosti i strukture diska krhotina sustava. Drugi sustav koji je proučavan bio je HR8799, sustav s diskom od krhotina koji ima dva istaknuta pojasa za prašinu. U ovakvim sustavima zaključuje se prisutnost više planeta divova na temelju potrebe da se ti pojasevi prašine održavaju.
Vjeruje se da je to slučaj za naš Sunčev sustav, gdje su prije 4 milijarde godina divovski planeti preusmjeravali prolazeći komete prema Suncu. To je rezultiralo kasnim teškim bombardiranjem, gdje su unutarnje planete bile podvrgnute bezbroj udara koji su i danas vidljivi. Znanstvenici također vjeruju da su upravo u tom razdoblju migracije Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna odbacivale prašinu i mala tijela kako bi tvorile Kuiperov pojas i asteroidni pojas.
Doktorica Meshkat i njezin tim također su primijetili da sustavi koje su pregledali sadrže mnogo više prašine od našeg Sunčevog sustava, što se može pripisati njihovim razlikama u dobi. U slučaju sustava koji su stari oko milijardu godina, povećana prisutnost prašine mogla bi biti rezultat sudaranja malih tijela koja još nisu formirala veća tijela. Iz ovoga se može zaključiti da je i naš Sunčev sustav nekada bio mnogo prašniji.
Međutim, autori napominju kako je također moguće da sustavi koje su promatrali - koji imaju jedan ogromni planet i disk otpada - mogu sadržavati više planeta koji jednostavno još nisu otkriveni. Na kraju, priznaju da je potrebno više podataka prije nego što se ovi rezultati mogu smatrati konačnim. U međuvremenu, ova bi studija mogla poslužiti kao vodič gdje se mogu naći egzoplanete.
Kao Karl Stapelfeldt, glavni znanstvenik NASA-inog ureda za istraživanje egzoplaneta i koautor studije, izjavio je:
„Pokazujući astronome gdje buduće misije poput NASA-inog svemirskog teleskopa James Webb imaju najbolju priliku pronaći divovske egzoplanete, ovo istraživanje otvara put budućim otkrićima.“
Uz to, ova bi nam studija mogla pomoći u razumijevanju vlastitog razumijevanja kako se Sunčev sustav razvijao tijekom milijardi godina. Već neko vrijeme astronomi raspravljaju o tome jesu li planete poput Jupitera prelazile na svoje trenutne položaje i kako je to utjecalo na razvoj Sunčevog sustava. I dalje se vodi rasprava o tome kako se oblikovao Glavni pojas (tj. Prazan pun).
Posljednje, ali ne najmanje bitno, moglo bi informirati buduća istraživanja, dajući astronomima saznanje koji se zvjezdani sustavi razvijaju po istim crtama kao i naš vlastiti prije milijarde godina. Gdje god zvijezdani sustavi imaju krhotine, zaključuju prisutnost posebno masivnog plinskog diva. A tamo gdje imaju disk s dva istaknuta pojasa prašine, mogu zaključiti da će i on postati sustav koji sadrži mnogo planeta i dva pojasa.
