Pri iskanju ekstra sončnih planetov se astronomi najpogosteje zanašajo na številne posredne tehnike. Med njimi sta tranzitna metoda (aka. Tranzitna fotometrija) in metoda radialne hitrosti (aka. Dopplerova spektroskopija) dve najučinkovitejši in najbolj zanesljivi (še posebej, če ju uporabljamo v kombinaciji). Žal je neposredno slikanje redko, saj je med bleščanjem svoje gostiteljske zvezde zelo težko opaziti slab eksoplanet.
Vendar pa so izboljšave na radijskih interferometrih in blizu infrardečem slikanju astronomom omogočile slikanje protoplanetarnih diskov in sklepanje po orbitah eksoplanetov. Mednarodna ekipa astronomov je s to metodo nedavno posnela slike novoustanovljivega planetarnega sistema. S preučevanjem vrzeli in obročastih struktur tega sistema je ekipa lahko postavila hipotezo o možni velikosti eksoplaneta.
Študija z naslovom "Prstani in vrzeli na disku okoli Eliasa 24, ki jo je razkrila ALMA", se je nedavno pojavila v Mesečna obvestila Royal Astronomical Society. Skupino je vodil Giovanni Dipierro, astrofizik z Univerze v Leicesteru, vključevali pa so člane Harvard – Smithsonian Center za astrofiziko (CfA), Skupni observatorij ALMA, Nacionalni observatorij za radio astronomijo, Inštitut za astronomijo Max-Planck, ter več univerz in raziskovalnih inštitutov.
V preteklosti so bili v mnogih protoplanetarnih sistemih prepoznani prašni obroči, njihov izvor in odnos do planetarne tvorbe pa sta predmet veliko razprav. Po eni strani so lahko posledica nabiranja prahu v določenih regijah, gravitacijskih nestabilnosti ali celo sprememb optičnih lastnosti prahu. Lahko pa so posledica planetov, ki so se že razvili, zaradi česar se prah razblini, ko gre skozi njega.
Kot sta v svoji študiji pojasnila Dipierro in njegovi sodelavci:
"Alternativni scenarij prikliče dinamično aktivne diske, na katerih so planeti že nastali ali so v akciji tvorbe. Vgrajeni planet bo vzbujal valove gostote v okoliškem disku, ki bodo nato odlagali kotni zagon, ko se bodo razpršili. Če je planet dovolj masiven, izmenjava kotnega zaleta med valovi, ki jih planet ustvari, in diskom povzroči nastanek ene ali več vrzeli, katerih morfološke značilnosti so tesno povezane z lokalnimi pogoji diska in lastnostmi planeta. "
Za potrebe študije je skupina uporabila podatke iz opazovanja cikla 2 Atacama Large Millimeter / sub-milimeter Array (ALMA) Cycle 2 - ki se je začelo junija 2014. Pri tem so lahko slikali prah okoli Eliasa 24 z ločljivostjo približno 28 AU (torej 28-kratna razdalja med Zemljo in Soncem). Našli so dokaze o vrzeli in obročih, ki so lahko znak orbite planeta.
Na podlagi tega so zgradili model sistema, ki je upošteval maso in lokacijo tega potencialnega planeta ter kako naj bi se distribucija in gostota prahu razvijala. Kot navajajo v svoji študiji, njihov model precej dobro reproducira opazovanja prašnega obroča in napovedujejo prisotnost plina v Jupitru, podobnega plinskemu velikanu v štiridesetih tisoč letih:
"Ugotavljamo, da je emisija prahu na disku skladna s prisotnostjo vgrajenega planeta z maso? 0,7? MJ pri orbitalnem polmeru? 60? Au… Zemljevid površinske svetilnosti našega diskovnega modela zagotavlja razumno ujemanje z režami in obroči podobnimi strukturami, opaženimi v Eliasu 24, s povprečnim odstopanjem od približno 5 - odstotnih odstotkov opazovanih tokov okoli območja reže. ”
Ti rezultati krepijo sklep, da vrzeli in obroči, ki so jih opazili pri najrazličnejših mladih obkrožnih diskih, kažejo na prisotnost planetov v orbiti. Kot je navedla ekipa, je to v skladu z drugimi opazovanji protoplanetarnih diskov in lahko pomaga osvetliti proces oblikovanja planetov.
"Slika, ki izhaja iz nedavnih opazovanj z visoko ločljivostjo in visoko občutljivostjo protoplanetarnih diskov, je, da so značilnosti vrzeli in obroča podobne velikemu številu plošč z različnimi masami in starostmi," sklenejo. "Nove slike z visoko ločljivostjo in visoko natančnostjo ALMA termičnih emisij toplotnih in CO-cevovodov ter visokokakovostni podatki o razpršitvi bodo v pomoč pri iskanju nadaljnjih dokazov o mehanizmih njihovega nastanka."
Eden najtežjih izzivov pri preučevanju nastanka in razvoja planetov je dejstvo, da astronomi tradicionalno ne morejo videti procesov v akciji. Toda zahvaljujoč izboljšavam instrumentov in sposobnosti preučevanja zunaj sončnih zvezdnih sistemov so astronomi lahko videli sistem na različnih točkah procesa tvorbe.
To pa nam pomaga izpopolniti naše teorije o nastanku Osončja in nam lahko nekega dne omogoči natančno predvidevanje, kakšne vrste sistemov se lahko oblikujejo v sistemih mladih zvezd.
