Ieškodami papildomų saulės planetų astronomai dažniausiai pasikliauja daugybe netiesioginių metodų. Iš jų tranzito metodas (dar žinomas kaip. Tranzito fotometrija) ir radialinio greičio metodas (dar žinomas kaip Doplerio spektroskopija) yra du veiksmingiausi ir patikimiausi (ypač kai naudojami kartu). Deja, tiesioginis vaizdavimas yra retas atvejis, nes labai sunku pastebėti silpną egzoplanetą, esančią artėjančios žvaigždės akiratyje.
Vis dėlto patobulinus radijo interferometrus ir artimųjų infraraudonųjų spindulių vaizdus astronomai leido vaizduoti protoplanetinius diskus ir daryti išvadą apie egzoplanetų orbitas. Taikydama šį metodą, tarptautinė astronomų komanda neseniai užfiksavo naujai besiformuojančios planetinės sistemos vaizdus. Tyrinėdama šios sistemos spragas ir žiedines struktūras, komanda sugebėjo iškelti hipotezę apie galimą egzoplanetos dydį.
Tyrimas, pavadintas „ALMA atskleisti disko žiedai ir spragos aplink„ Elias 24 “, neseniai pasirodė Mėnesiniai Karališkosios astronomijos draugijos pranešimai. Komandai vadovavo Lesterio universiteto astrofizikas Giovanni Dipierro, joje dalyvavo Harvardo ir Smithsonian astrofizikos centro (CfA), Jungtinės ALMA observatorijos, Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos, Maxo Plancko astronomijos instituto nariai, ir keli universitetai bei tyrimų institutai.
Anksčiau dulkių žiedai buvo atpažįstami daugelyje protoplanetinių sistemų, o jų kilmė ir ryšys su planetų formavimu buvo daug diskutuojami. Viena vertus, tai gali būti dulkių kaupimasis tam tikruose regionuose, gravitacinis nestabilumas ar net dulkių optinių savybių kitimas. Kitu atveju jie gali būti jau išsivysčiusių planetų, dėl kurių dulkės išsisklaido pro jas, rezultatas.
Kaip savo tyrime paaiškino Dipierro ir jo kolegos:
„Alternatyvus scenarijus iškviečia dinamiškai aktyvius diskus, kuriuose planetos jau yra susiformavusios arba yra formuojamos. Įterpta planeta sujaudins tankio bangas aplinkiniame diske, kurios pasklidę pasisuks kampiniu momentu. Jei planeta yra pakankamai masyvi, pasikeitus kampiniam impulsui tarp planetos ir disko sukurtų bangų susidaro vienkartinės ar daugialypės spragos, kurių morfologinės ypatybės yra glaudžiai susijusios su vietos disko sąlygomis ir planetos savybėmis. “
Tyrimo tikslais komanda panaudojo duomenis iš „Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array“ (ALMA) 2 ciklo stebėjimų, kurie prasidėjo dar 2014 m. Birželio mėn. Tai darydami, jie galėjo pavaizduoti dulkes aplink „Elias 24“. kurio skiriamoji geba yra apie 28 AU (ty 28 kartus didesnis nei atstumas tarp Žemės ir Saulės). Tai, ką jie rado, yra tarpų ir žiedų, galinčių rodyti aplink orbitą skriejančios planetos požymių, įrodymai.
Iš to jie sukūrė sistemos modelį, kuris atsižvelgė į šios potencialios planetos masę ir vietą bei į tai, kaip dulkių pasiskirstymas ir tankis sukels jos vystymąsi. Kaip jie nurodo savo tyrime, jų modelis gana gerai atkartoja dulkių žiedo stebėjimus ir numatė Jupiterį primenantį dujų milžiną per keturiasdešimt keturis tūkstančius metų:
„Mes pastebime, kad dulkių išmetimas per diską atitinka įterptosios planetos, kurios masė yra –0,7? M, buvimąJ orbitos spinduliu? 60? Au… Mūsų disko modelio paviršiaus ryškumo žemėlapis suteikia pagrįstą atitikimą tarp „Elias 24“ stebimų tarpo ir žiedo pavidalo struktūrų, kai vidutinis stebimų srautų, esančių aplink tarpo regioną, skirtumas yra –5%? “
Šie rezultatai patvirtina išvadą, kad tarpai ir žiedai, kurie buvo pastebėti daugybėje jaunų aplinkinių žvaigždžių diskų, rodo, kad aplink orbitą skrieja planetos. Kaip nurodė komanda, tai atitinka kitus protoplanetinių diskų stebėjimus ir galėtų padėti paaiškinti planetų formavimosi procesą.
„Vaizdas, susidaręs iš naujausių protoplanetinių diskų didelės skiriamosios gebos ir didelio jautrumo stebėjimų, yra tas, kad plyšiai ir žiedo pavidalo ypatybės vyrauja daugelyje skirtingų masės ir amžiaus diskų,“ - rašoma jų išvadoje. „Nauji didelės skiriamosios gebos ir labai tikslūs ALMA atvaizdai apie dulkių šiluminę ir CO linijų emisiją bei aukštos kokybės sklaidos duomenys bus naudingi ieškant papildomų įrodymų apie jų susidarymo mechanizmus.“
Vienas iš sunkiausių iššūkių, kai reikia studijuoti planetų susidarymą ir evoliuciją, yra tai, kad astronomai tradiciškai negalėjo matyti vykstančių procesų. Bet dėl patobulintų instrumentų ir galimybės studijuoti papildomų saulės spindulių žvaigždžių sistemas, astronomai sugebėjo pamatyti sistemos vietas skirtingose formavimo vietose.
Tai savo ruožtu padeda patikslinti mūsų teorijas apie tai, kaip atsirado Saulės sistema, ir vieną dieną gali mums leisti tiksliai numatyti, kokios sistemos gali formuotis jaunų žvaigždžių sistemose.
