Po sedanjih ocenah bi lahko samo v galaksiji Mlečna pot živelo kar 100 milijard planetov. Na žalost je iskanje dokazov o teh planetih naporno in zamudno delo. Večinoma so astronomi prisiljeni zanašati se na posredne metode, ki merijo kapljice v svetlosti zvezde (metoda tranzita) dopplerskih meritev zvezde po lastnem gibanju (metoda radialne hitrosti).
Neposredno slikanje je zelo težko zaradi odpovednih učinkov, ki jih imajo zvezde, kjer njihova svetlost otežuje opazovanje planetov, ki krožijo po njih. Na srečo je nova študija, ki jo je vodil Infrardeči center za obdelavo in analiziranje (IPAC) pri Caltechu, ugotovila, da morda obstaja bližnjica do iskanja eksoplanetov z neposrednim slikanjem. Rešitev je, da iščejo sisteme z obodnim diskom odpadkov, saj bi zagotovo imeli vsaj en velikanski planet.
Študija z naslovom "Neposredno slikanje raziskave odkritih naplavinskih diskov Spitzer: pojav velikanskih planetov v prašnih sistemih" se je nedavno pojavila v The Astronomical Journal. Tiffany Meshkat, asistentka na področju raziskav IPAC / Caltech, je bila glavna avtorica študije, ki jo je opravila med delom v Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon kot podoktorski raziskovalec.
Za namen te študije sta dr. Meshkat in njeni sodelavci pregledali podatke o 130 različnih enozvezdičnih sistemih z naplavinami, ki so jih nato primerjali z 277 zvezdicami, za katere ni videti, da gostijo diske. Vse te zvezde so opazovali pri Nasinem vesoljskem teleskopu Spitzer in so bili vsi sorazmerno mladi (stari manj kot 1 milijarda let). Od teh 130 sistemov je bilo 100 predhodno preučenih zaradi iskanja eksoplanetov.
Dr. Meshkat in njena ekipa sta nato na preostalih 30 sistemih spremljali podatke iz W.M. Keck observatorij na Havajih in zelo velik teleskop (VLT) Evropskega južnega observatorija (ESO) v Čilu. Medtem ko v teh sistemih niso zaznali nobenih novih planetov, so njihovi pregledi pomagali opredeliti številnost planetov v sistemih, ki imajo diske.
Ugotovili so, da imajo mlade zvezde z odpadnimi diski verjetno tudi velikanske eksoplanete s široko orbito kot tiste, ki jih nimajo. Ti planeti bodo verjetno imeli tudi petkrat večjo maso Jupitra, tako da so postali "super Jupiterji". Kot je v nedavnem sporočilu za NASA pojasnil dr. Meshkat, bo ta študija v pomoč, ko bodo lovci na eksoplanete izbrali svoje cilje:
„Naša raziskava je pomembna za to, kako bodo prihodnje misije načrtovale, katere zvezde bodo opazovale. Številni planeti, ki so jih našli z neposrednim slikanjem, so bili v sistemih, ki so imeli razbitine, zdaj pa vemo, da bi prah lahko bil indikator neodkritih svetov. "
Ta študija, ki je bila največji pregled zvezd z zaprašenimi diski naplavin, je prav tako zagotovila najboljše dokaze do danes, da so velikanski planeti odgovorni za nadzor diskov naplavin. Medtem ko raziskave niso neposredno odpravile, zakaj bi prisotnost velikanskega planeta povzročila nastanek diskov naplavin, avtorji navajajo, da so njihovi rezultati skladni z napovedmi, da so diski naplavin produkti velikanskih planetov, ki se mešajo in povzročajo trčenje prahu.
Z drugimi besedami, verjamejo, da bi gravitacija velikanskega planeta povzročila trk planestimal, s čimer bi preprečila, da bi oblikovali dodatne planete. Kot je pojasnil soavtor študije Dimitri Mawet, ki je tudi višji znanstveni znanstvenik JPL:
"Mogoče je, da v teh sistemih ne najdemo majhnih planetov, ker so že zgodaj ta masivna telesa uničila gradnike skalnih planetov, ki jih pošiljajo med seboj z veliko hitrostjo, namesto da se nežno združujejo. "
V osončju sistem velikanskih planetov ustvarja vrste pasov. Med Marsom in Jupiterjem imate na primer glavni asteroidni pas, medtem ko onstran Neptuna leži Kuiperjev pas. Številni sistemi, preučeni v tej raziskavi, imajo tudi dva jermena, čeprav sta bistveno mlajša od pasov osončnega sistema - približno 1 milijardo let v primerjavi s 4,5 milijardami let.
Eden od sistemov, ki so ga preučili v raziskavi, je bil Beta Pictoris, sistem, ki ima naplavinni disk, komete in en potrjen eksoplanet. Ta planet, imenovan Beta Pictoris b, ki ima 7 Jupitrovih mas in kroži zvezdo na razdalji 9 AU - to je devetkrat večja razdalja med Zemljo in Soncem. Ta sistem so astronomi v preteklosti neposredno slikali s pomočjo zemeljskih teleskopov.
Zanimivo je, da so astronomi predvideli obstoj tega eksoplaneta že pred njegovo potrditvijo na podlagi prisotnosti in strukture diskov naplavin sistema. Drugi sistem, ki so ga preučevali, je bil HR8799, sistem z diskom za razbitine, ki ima dva vidna pasova za prah. V takšnih sistemih je mogoče sklepati o prisotnosti več velikanskih planetov na podlagi potrebe po vzdrževanju teh pasov prahu.
To naj bi veljalo za naš lastni Osončje, kjer so pred 4 milijardami let velikanski planeti preusmerili komete proti Soncu. Posledica tega je bilo pozno težko bombardiranje, kjer so bili notranji planeti podvrženi neštetim udarcem, ki so vidni še danes. Znanstveniki tudi verjamejo, da so se v tem obdobju migracije Jupitra, Saturna, Urana in Neptuna odvile v prah in majhna telesa, da so oblikovale pas Kuiperja in asteroidov.
Dr Meshkat in njena ekipa sta tudi ugotovili, da sistemi, ki so jih preučili, vsebujejo veliko več prahu kot naš Osončje, kar bi lahko pripisali njihovim starostnim razlikam. V primeru sistemov, starih približno 1 milijardo let, bi lahko bila večja prisotnost prahu posledica trčenja majhnih teles, ki še niso oblikovala večjih teles. Iz tega je mogoče sklepati, da je bil tudi naš Osončje nekoč veliko bolj prašno.
Vendar avtorji ugotavljajo tudi, da so lahko sistemi, ki so jih opazovali - z enim velikanskim planetom in diskom naplavin - vsebovali več planetov, ki jih preprosto še niso odkrili. Na koncu priznavajo, da je potrebno več podatkov, preden se ti rezultati lahko štejejo za dokončne. Vmes pa bi ta študija lahko služila kot vodilo k temu, kje bi lahko našli eksoplanete.
Karl Stapelfeldt, glavni znanstvenik Nasinega urada za raziskovanje eksoplanetov in soavtor študije, je povedal:
"S prikazom astronomov, kjer imajo prihodnje misije, kot je Nasin vesoljski teleskop James Webb, najboljše možnosti, da najdejo velikanske eksoplanete, ta raziskava odpira pot do prihodnjih odkritij."
Poleg tega bi ta študija lahko pripomogla k temu, da bi razumeli, kako se je Sončev sistem razvijal v milijardah let. Že nekaj časa astronomi razpravljajo o tem, ali so se planeti, kot je Jupiter, preselili na svoje trenutne položaje, in kako je to vplivalo na razvoj Osončja. In še vedno se razpravlja o tem, kako se je oblikoval Glavni pas (tj. Prazen poln).
Nenazadnje bi lahko informiralo prihodnje raziskave, s čimer bi astronomi vedeli, kateri zvezdni sistemi se razvijajo po isti smeri kot naši, pred več milijardami let. Kjer koli imajo zvezdni sistemi diskov iz naplavin, sklepajo o prisotnosti posebno ogromnega plinskega velikana. In če imajo disk z dvema vidnima pasoma za prah, lahko sklepamo, da bo tudi on postal sistem, ki vsebuje veliko planetov in dva pasova.
