Remiantis dabartiniais vertinimais, vien Paukščių Tako galaktikoje gali būti 100 milijardų planetų. Deja, surasti šių planetų įrodymus yra sunkus, daug laiko reikalaujantis darbas. Didžioji dalis astronomų yra priversti pasikliauti netiesioginiais metodais, pagal kuriuos matuojamas kritimas žvaigždės ryškumu (tranzito metodas), įvertinant Doplerio žvaigždės judėjimą savaime (radialinio greičio metodas).
Tiesioginis vaizdavimas yra labai sunkus, nes žvaigždės turi atšaukiamąjį efektą, nes jų ryškumas apsunkina jų planetų aplink orbitą pastebėjimą. Laimei, naujas tyrimas, kuriam vadovavo „Caltech“ infraraudonųjų spindulių apdorojimo ir analizės centras (IPAC), nustatė, kad egzistuoja egzempliorių paieškos tiesioginiu vaizdavimu būdas. Jų teigimu, sprendimas yra ieškoti sistemų su aplinkiniu žvaigždžių šiukšlių disku, nes jos tikrai turi bent vieną milžinišką planetą.
Tyrimas, pavadintas „Spitzerio aptiktų šiukšlių diskų tiesioginis vaizdinis tyrimas: milžiniškų planetų atsiradimas dulkėtose sistemose“, neseniai pasirodė Astronomijos žurnalas. Tyrimo, kurį ji atliko dirbdama NASA Jet varomosios jėgos laboratorijoje kaip podoktorantūros studijos tyrėja, pagrindinė autorė buvo TACFany Meshkat, IPAC / Caltech mokslo darbuotojo padėjėja.
Šio tyrimo tikslais dr. Meshkat ir jos kolegos ištyrė duomenis apie 130 skirtingų vienos žvaigždės sistemų su šiukšlių diskais, kuriuos jie vėliau palygino su 277 žvaigždėmis, kurios, atrodo, nėra pagrindiniai diskai. Visas šias žvaigždes stebėjo NASA „Spitzer“ kosminis teleskopas ir visos buvo palyginti jaunos (mažiau nei 1 milijardas metų). Iš šių 130 sistemų 100 anksčiau buvo tiriamos siekiant rasti egzoplanetas.
Tada dr. Meshkat ir jos komanda stebėjo likusias 30 sistemų, naudodamiesi W.M. Kecko observatorija Havajuose ir Europos pietų observatorijos (ESO) labai didelis teleskopas (VLT) Čilėje. Nors jie šiose sistemose neaptiko jokių naujų planetų, jų tyrimai padėjo apibūdinti planetų gausą sistemose, kuriose buvo diskai.
Jie sužinojo, kad jaunos žvaigždės su šiukšlių diskais labiau linkusios turėti milžiniškas egzoplanetas, turinčias plačias orbitas, nei tokios, kurių nėra. Šios planetos taip pat greičiausiai turėjo penkis kartus didesnę Jupiterio masę, todėl jos tapo „super-Jupiteriais“. Kaip dr. Meshkat paaiškino naujausiame NASA pranešime spaudai, šis tyrimas bus naudingas, kai ateis laikas egzoplanetų medžiotojams pasirinkti savo taikinius:
„Mūsų tyrimas yra svarbus nustatant, kaip būsimos misijos planuoja, kurias žvaigždes stebėti. Daugelis planetų, rastų tiesiogiai vaizduojant, buvo sistemose, kuriose buvo šiukšlių diskai, ir dabar mes žinome, kad dulkės gali būti neatrastų pasaulių rodikliai. “
Šis tyrimas, kuris buvo didžiausias žvaigždžių su dulkių šiukšlių diskais tyrimas, taip pat pateikė geriausius iki šiol įrodymus, kad milžiniškos planetos yra atsakingos už šiukšlių diskų laikymą. Nors tyrimai tiesiogiai neišsprendė, kodėl dėl milžiniškos planetos susidarys nuolaužų diskai, autoriai nurodo, kad jų rezultatai atitinka prognozes, kad šiukšlių diskai yra milžiniškų planetų produktai, kurie maišosi ir sukelia dulkių susidūrimus.
Kitaip tariant, jie tiki, kad milžiniškos planetos gravitacija sukels planestimalų susidūrimą ir užkirs kelią jiems susidaryti papildomoms planetoms. Kaip paaiškino tyrimo bendraautorius Dimitri Mawet, kuris taip pat yra JPL vyresnysis mokslo darbuotojas, paaiškino:
„Įmanoma, kad šiose sistemose nerandame mažų planetų, nes anksti šie masyvūs kūnai sunaikino statybinius blokus uolų planetų, siųsdamos jas dideliu greičiu smogdamos viena į kitą, užuot švelniai sujungusios “.
Saulės sistemoje milžiniškos planetos sukuria tam tikrus šiukšlių diržus. Pavyzdžiui, tarp Marso ir Jupiterio turite pagrindinę asteroido juostą, o už Neptūno yra Kuiperio juosta. Daugelis šiame tyrime nagrinėtų sistemų taip pat turi du diržus, nors jie yra žymiai jaunesni nei patys Saulės sistemos diržai - maždaug 1 milijardo metų, palyginti su 4,5 milijardo metų.
Viena iš tyrime nagrinėtų sistemų buvo „Beta Pictoris“ - sistema, kurioje yra šiukšlių diskas, kometos ir viena patvirtinta egzoplaneta. Ši planeta, pažymėta Beta Pictoris b, kurios masė yra 7 Jupiteriai ir kuri aplink žvaigždę skrieja 9 AU atstumu, ty devynis kartus viršija atstumą tarp Žemės ir Saulės. Ši sistema buvo tiesiogiai atvaizduojama astronomų praeityje naudojant antžeminius teleskopus.
Įdomu tai, kad astronomai numatė šios egzoplanetos egzistavimą gerokai anksčiau nei ji buvo patvirtinta, remiantis sistemos šiukšlių disko buvimu ir struktūra. Kita ištirta sistema buvo HR8799 - sistema su šiukšlių disku, turinčiu du iškilius dulkių diržus. Tokiose sistemose galima daryti išvadą, kad egzistuoja milžiniškos planetos, atsižvelgiant į poreikį prižiūrėti šiuos dulkių diržus.
Manoma, kad taip yra mūsų pačių Saulės sistemoje, kur prieš 4 milijardus metų milžiniškos planetos nukreipė artėjančias kometas Saulės link. Tai lėmė vėlyvą sunkų bombardavimą, kai vidinėms planetoms buvo padaryta daugybė smūgių, kurie vis dar matomi ir šiandien. Mokslininkai taip pat mano, kad būtent tuo laikotarpiu Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno migracijos nukreipė dulkes ir mažus kūnus, sudarydamos Kuiperio juostą ir Asteroido juostą.
Dr Meshkat ir jos komanda taip pat pažymėjo, kad jų ištirtose sistemose yra daug daugiau dulkių nei mūsų Saulės sistemoje, o tai gali būti priskirtina jų amžiaus skirtumams. Maždaug 1 milijardo metų sistemose padidėjęs dulkių kiekis gali atsirasti dėl mažų kūnų, kurie dar nesudarė didesnių kūnų, susidūrimų. Iš to galima daryti išvadą, kad ir mūsų Saulės sistema kadaise buvo dulkėtesnė.
Tačiau autoriai atkreipia dėmesį ir į tai, kad jų stebimose sistemose, turinčiose vieną milžinišką planetą ir šiukšlių diską, gali būti daugiau planetų, kurios paprasčiausiai dar nebuvo atrastos. Galiausiai jie pripažįsta, kad reikia daugiau duomenų, kad šie rezultatai galėtų būti laikomi įtikinamais. Tačiau kol kas šis tyrimas galėtų būti vadovas, kur rasti egzoplanetas.
Kaip teigė NASA Exoplanet tyrinėjimo programų biuro vyriausiasis mokslininkas ir tyrimo bendraautorius Karlas Stapelfeldtas:
„Parodydamas astronomams, kur tokios geriausios ateities misijos kaip NASA James Webb kosminis teleskopas turi geriausią galimybę rasti milžiniškas egzoplanetas, šis tyrimas atveria kelią būsimiems atradimams“.
Be to, šis tyrimas galėtų padėti mums patiems suprasti, kaip Saulės sistema vystėsi per milijardus metų. Jau kurį laiką astronomai diskutuoja, ar tokios planetos kaip Jupiteris migravo į savo dabartines pozicijas, ar ne, ir kaip tai paveikė Saulės sistemos evoliuciją. Ir toliau diskutuojama, kaip susiformavo pagrindinė diržas (t. Y. Tuščias).
Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas, jis galėtų būti naudingas būsimiems tyrimams, leisdamas astronomams žinoti, kurios žvaigždžių sistemos vystosi panašiai kaip mūsų pačių, prieš milijardus metų. Visur, kur žvaigždžių sistemose yra šiukšlių diskų, jie daro išvadą apie ypač didžiulį dujų milžiną. Ir kur jie turi diską su dviem iškiliais dulkių diržais, jie gali daryti išvadą, kad jis taip pat taps sistema, kurioje yra daug planetų ir du diržai.
