Podle současných odhadů by v Galaxii Mléčná dráha mohlo být až 100 miliard planet. Nalezení důkazů o těchto planetách je bohužel obtížné a časově náročné. Z velké části jsou astronomové nuceni spoléhat na nepřímé metody, které měří poklesy v jasu hvězdy (Tranzitní metoda) Dopplerových měření vlastního pohybu hvězdy (metoda radiální rychlosti).
Přímé zobrazování je velmi obtížné kvůli rušivému účinku, který hvězdy mají, kde jejich jas ztěžuje pozorování planet, které je obíhají. Naštěstí nová studie vedená Centrem pro zpracování a analýzu infračerveného záření (IPAC) v Caltechu určila, že může existovat zkratka pro nalezení exoplanet pomocí přímého zobrazování. Říká se, že řešením je hledat systémy s diskem s kruhovým úlomkem, protože mají jistě alespoň jednu obří planetu.
Studie s názvem „Přímý zobrazovací průzkum dehtových disků detekovaných Spitzerem: výskyt obřích planet v prašných systémech“ se nedávno objevila v The Astronomical Journal. Tiffany Meshkat, pomocná vědecká pracovnice v IPAC / Caltech, byla hlavní autorkou studie, kterou provedla při práci v Jet Propulsion Laboratory NASA jako postdoktorandka.
Pro účely této studie Dr. Meshkat a její kolegové zkoumali údaje o 130 různých jednohvězdných systémech s disky s troskami, které pak porovnali s 277 hvězdami, které se neobjevují jako hostitelské disky. Všechny tyto hvězdy byly pozorovány kosmickým dalekohledem NASA Spitzer Space Telescope a všechny byly relativně mladé ve věku (méně než 1 miliarda let). Z těchto 130 systémů bylo 100 dříve studováno kvůli nalezení exoplanet.
Dr. Meshkat a její tým poté navázali na zbývajících 30 systémů pomocí dat z W.M. Keckova observatoř na Havaji a velmi velký dalekohled Evropské jižní observatoře (ESO) (VLT) v Chile. Přestože v těchto systémech nezjistili žádné nové planety, jejich zkoumání pomohlo charakterizovat hojnost planet v systémech, které obsahovaly disky.
Zjistili, že mladé hvězdy s troskami disků mají s větší pravděpodobností také obří exoplanety se širokými oběžnými dráhami než ty, které tak nemají. Tyto planety měly také pravděpodobně pětinásobnou hmotnost Jupiteru, což z nich udělalo „Super-Jupitery“. Jak vysvětlil Dr. Meshkat v nedávné tiskové zprávě NASA, tato studie bude nápomocna, když přijde čas, aby si lovci exoplanet vybrali své cíle:
"Náš výzkum je důležitý pro to, jak budoucí mise naplánují, které hvězdy budou pozorovat." Mnoho planet, které byly nalezeny přímým zobrazováním, bylo v systémech, které obsahovaly disky s troskami, a nyní víme, že prach může být ukazatelem neobjevených světů. “
Tato studie, která byla největším vyšetřením hvězd u prašných disků, rovněž poskytla nejlepší důkaz, že obří planety jsou zodpovědné za udržování disků pod kontrolou. Přestože výzkum přímo nerozhodl, proč by přítomnost obří planety způsobila vytvoření disků, autoři naznačují, že jejich výsledky jsou v souladu s předpovědi, že disků disků jsou produkty obřích planet, které se promíchávají a způsobují srážky prachu.
Jinými slovy se domnívají, že gravitace obří planety způsobí kolizi planestimálů, což jim znemožní vytvářet další planety. Jako spoluautor studie Dimitri Mawet, který je také vedoucím výzkumným pracovníkem JPL, vysvětlil:
"Je možné, že v těchto systémech nenájdeme malé planety, protože brzy masivní těla zničila stavební bloky skalnatých planet, které je posílají do vysokých rychlostí, místo aby se jemně kombinovaly. “
V rámci Sluneční soustavy vytvářejí obří planety zbytky různých druhů. Například mezi Marsem a Jupiterem máte hlavní asteroidní pás, zatímco za Neptunem leží Kuiperův pás. Mnoho systémů zkoumaných v této studii má také dva pásy, i když jsou výrazně mladší než vlastní pásy sluneční soustavy - zhruba 1 miliarda let ve srovnání se 4,5 miliardami let.
Jedním ze systémů zkoumaných ve studii byl Beta Pictoris, systém, který obsahuje disk s troskami, komety a jeden potvrzený exoplanet. Tato planeta, označená jako Beta Pictoris b, má hmotu 7 Jupiterů a obíhá kolem hvězdy ve vzdálenosti 9 AU - tj. Devětkrát větší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem. Tento systém byl astronomy v minulosti přímo zobrazován pomocí pozemních dalekohledů.
Zajímavé je, že astronomové předpovídali existenci tohoto exoplanetu mnohem dříve, než byla potvrzena, a to na základě přítomnosti a struktury diskového odpadu systému. Dalším studovaným systémem byl HR8799, systém se zbytkovým diskem, který má dva významné prachové pásy. V těchto druzích systémů je odvozena přítomnost více obřích planet na základě potřeby udržování těchto prachových pásů.
Předpokládá se, že to platí pro naši vlastní sluneční soustavu, kde před 4 miliardami let obří planety odklonuly průchod komet směrem k Slunci. To mělo za následek pozdní těžké bombardování, kde byly vnitřní planety vystaveny nespočetným dopadům, které jsou dodnes viditelné. Vědci se také domnívají, že během tohoto období migrace Jupiteru, Saturn, Uranu a Neptunu odrazily prach a malá těla, aby vytvořily Kuiperův a Asteroidní pás.
Dr. Meshkat a její tým také poznamenali, že systémy, které zkoumali, obsahovaly mnohem více prachu než naše Sluneční soustava, což lze přičíst jejich rozdílům ve věku. V případě systémů, které jsou staré asi 1 miliardu let, by zvýšená přítomnost prachu mohla být výsledkem malých těles, která dosud nevytvořily větší tělesa, která se srazí. Z toho lze odvodit, že naše Sluneční soustava byla kdysi mnohem prašnější.
Autoři si však mohou všimnout, že systémy, které pozorovali - které mají jednu obří planetu a disk s troskami - mohou obsahovat více planet, které ještě nebyly objeveny. Nakonec připouští, že k tomu, aby bylo možné tyto výsledky považovat za přesvědčivé, je zapotřebí více údajů. Mezitím by však tato studie mohla sloužit jako vodítko, kde lze najít exoplanety.
Jak Karl Stapelfeldt, hlavní vědec Exoplanet Exploration Program Office Office a spoluautor studie, uvedl:
"Tento výzkum tím, že ukazuje astronomům, kde budoucí mise, jako je vesmírný dalekohled James Webb Space NASes, mají nejlepší šanci najít obří exoplanety, tento výzkum připravuje cestu k budoucím objevům."
Tato studie by navíc mohla pomoci informovat naše vlastní chápání toho, jak se sluneční soustava vyvíjela v průběhu miliard let. Astronomové už nějakou dobu debatují o tom, zda se planety jako Jupiter přesunuly na své současné pozice a jak to ovlivnilo vývoj sluneční soustavy. A pokračuje debata o tom, jak se hlavní pás utvořil (tj. Je plný).
V neposlední řadě by to mohlo informovat o budoucích průzkumech a informovat astronomy o tom, které hvězdné systémy se vyvíjejí stejným způsobem jako naše vlastní, před miliardami let. Kdekoli mají hvězdné systémy zbytky disků, usuzují na přítomnost zvláště masivního plynového obra. A pokud mají disk se dvěma významnými prachovými pásy, mohou usoudit, že se z něj stane systém obsahující mnoho planet a dva pásy.
