U potrazi za izvan-solarnim planetima astronomi se najčešće oslanjaju na brojne neizravne tehnike. Među njima su tranzitna metoda (aka. Tranzitna fotometrija) i metoda radijalne brzine (aka. Doplerska spektroskopija) dvije najučinkovitije i najpouzdanije (posebno ako se koriste u kombinaciji). Nažalost, izravno je snimanje rijetko jer je vrlo teško uočiti slab egzoplanet usred blještavila zvijezde domaćina.
Međutim, poboljšanja u radio interferometrima i snimci blizu infracrvenog zračenja omogućili su astronomima da slikaju protoplanetarne diskove i zaključuju u orbite egzoplaneta. Pomoću ove metode međunarodni tim astronoma nedavno je snimio slike novoformiranog planetarnog sustava. Proučavajući nedostatke i strukture slične prstenu ovog sustava, tim je mogao hipotezirati o mogućoj veličini egzoplanete.
Studija pod nazivom "Prstenovi i praznine u disku oko Eliasa 24 koju je otkrio ALMA" nedavno se pojavila u časopisu Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, Tim je vodio Giovanni Dipierro, astrofizičar sa Sveučilišta u Leicesteru, a uključivali su članove Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA), Zajedničkog opservatorija ALMA, Nacionalnog opservatorija za radio astronomiju, Instituta Max-Planck za astronomiju, i više sveučilišta i istraživački instituti.
U prošlosti su prstenovi prašine identificirani u mnogim protoplanetarnim sustavima, a njihovo podrijetlo i odnos prema planetarnom oblikovanju predmet su mnogih rasprava. S jedne strane, oni mogu biti posljedica nakupljanja prašine u određenim regijama, gravitacijskih nestabilnosti ili čak i promjena optičkih svojstava prašine. Naizmjence bi mogle biti rezultat planeta koji su se već razvili, zbog čega se prašina raspršila dok prolaze kroz nju.
Kako su u svojoj studiji objasnili Dipierro i njegovi kolege:
“Alternativni scenarij poziva na diskove koji su dinamički aktivni, na kojima su planete već formirane ili su u tijeku formiranja. Ugrađeni planet pobuđivat će valove gustoće u okolnom disku, koji će potom položiti svoj kutni zamah dok se rasipaju. Ako je planet dovoljno masivan, izmjena zamaha zamaha između valova koje planeta stvara i diska rezultira stvaranjem jednog ili višestrukih praznina, čija su morfološka obilježja usko povezana s lokalnim uvjetima diska i svojstvima planeta. "
Za potrebe svoje studije, tim je koristio podatke iz velikog ciklusa 2 milimetara / podmilimetarskog niza (ALMA) iz ciklusa 2 - koja je započela u lipnju 2014. godine. Oni su tako uspjeli uslikati prašinu oko Eliasa 24 s rezolucijom od oko 28 AU (tj. 28 puta veća udaljenost između Zemlje i Sunca). Ono što su pronašli bili su dokazi o prazninama i prstenovima koji bi mogli biti znak planete u orbiti.
Iz toga su izradili model sustava koji je uzeo u obzir masu i položaj ovog potencijalnog planeta i kako će ga raspodjela i gustoća prašine razvijati. Kao što navode u svojoj studiji, njihov je model prilično dobro reproducirao promatranja prstena od prašine i predvidjeli prisustvo plina-diva nalik Jupiteru u roku od četrdeset četiri tisuće godina:
„Otkrivamo da je emisija prašine na disku jednaka prisutnosti planeta s ugrađenom masom od 0,7? MJ na orbitalnom polumjeru od? 60? Au… Karta površinske svjetline našeg modela diska pruža razumnu podudarnost sa strukturom u obliku zazora i prstena uočenom u Eliasu 24, s prosječnim odstupanjem od oko 5?% Promatranih tokova oko regije praznine. ”
Ovi rezultati jačaju zaključak da su praznine i prstenovi uočeni u velikom broju mladih cirkularnih diskova pokazali prisutnost planeta u orbiti. Kao što je tim rekao, to je u skladu s ostalim promatranjima protoplanetarnih diskova, a moglo bi pomoći i osvjetljavanju procesa planetarne formacije.
"Slika koja proizlazi iz nedavnih opažanja visoke rezolucije i velike osjetljivosti protoplanetarnih diskova je ta da obilježja jaza i prstena prevladavaju u velikom rasponu diskova različite mase i dobi", zaključuju. "Nove visoko rezolucijske i visokokvalitetne ALMA slike toplinskih i CO emisija toplinskih emisija i visokokvalitetni podaci rasipanja bit će korisni za pronalaženje dodatnih dokaza o mehanizmima koji stoje iza njihovog formiranja."
Jedan od najtežih izazova kada je u pitanju proučavanje formiranja i evolucije planeta je činjenica da astronomi tradicionalno nisu u stanju vidjeti procese u akciji. Ali zahvaljujući poboljšanjima instrumenata i sposobnosti proučavanja sustava sunčevih zvijezda, astronomi su mogli vidjeti sustave na različitim točkama u procesu formiranja.
To nam zauzvrat pomaže da pročistimo svoje teorije o nastanku Sunčevog sustava i možda će nam jednog dana omogućiti da točno predvidimo kakve se vrste sustava mogu formirati u sustavima mladih zvijezda.
