Nykyisten arvioiden mukaan pelkästään Linnunradan galaksissa voi olla jopa 100 miljardia planeettaa. Valitettavasti todisteiden löytäminen näistä planeetoista on vaikeaa, aikaa vievää työtä. Suurimmaksi osaksi tähtitieteilijöiden on pakko luottaa epäsuoriin menetelmiin, jotka mittaavat laskua tähden kirkkaudessa (kauttakulkumenetelmä) Doppler-mittauksissa tähden omasta liikkeestä (radiaalinopeuden menetelmä).
Suora kuvantaminen on erittäin vaikeaa, koska tähteillä on peruuttavat vaikutukset, joissa niiden kirkkaus vaikeuttaa niiden kiertävien planeettojen havaitsemista. Onneksi Caltechin infrapunaprosessointi- ja analysointikeskuksen (IPAC) johtama uusi tutkimus on todennut, että eksoplaneettojen löytämiseen voi olla pikakuvake suoraa kuvantamista käyttämällä. He väittävät, että ratkaisu on etsiä järjestelmiä, joissa on ympyrälaitteinen roskalevy, koska niissä on varmasti ainakin yksi jättiläinen planeetta.
Tutkimus, jonka otsikko on "Spitzerilla havaittujen roskalevyjen suora kuvantamiskysely: jättiläisten planeettojen esiintyminen pölyisissä järjestelmissä", ilmestyi äskettäin Tähtitieteellinen lehti. IPAC / Caltechin apututkija Tiffany Meshkat oli päätutkija tutkimuksessa, jonka hän suoritti työskennellessään NASA: n Jet Propulsion -laboratoriossa tutkijatohtorina.
Tämän tutkimuksen vuoksi tohtori Meshkat ja hänen kollegansa tutkivat tietoja 130 erilaisesta yhden tähden järjestelmistä, joissa oli roskalevyjä, joita he sitten verrattiin 277 tähtiin, jotka eivät näytä isäntälevyjä. NASA: n Spitzer-avaruusteleskoopilla tarkkailtiin kaikkia näitä tähtiä, ja ne olivat kaikki suhteellisen nuoria ikäisiä (alle miljardi vuotta). Näistä 130 järjestelmästä 100 oli aiemmin tutkittu eksoplaneettojen löytämisen vuoksi.
Sitten tohtori Meshkat ja hänen tiiminsä seurasivat jäljellä olevia 30 järjestelmää käyttämällä W.M. Keckin observatorio Havaijilla ja European Southern Observatory's (ESO) erittäin suuri kaukoputki (VLT) Chilessä. Vaikka he eivät havainneet uusia planeettoja näissä järjestelmissä, tutkimukset auttoivat karakterisoimaan planeettojen runsautta järjestelmissä, joissa oli levy.
He löysivät, että roskalevyillä olevilla nuorilla tähtiillä on todennäköisemmin myös jättiläinen eksoplaneettoja, joilla on leveät kiertoradat, kuin niillä, joilla ei ole. Näillä planeetoilla oli myös todennäköisesti viisinkertainen Jupiterin massa, mikä teki niistä "superjupitereita". Kuten tohtori Meshkat selitti äskettäisessä NASA: n lehdistötiedotteessa, tästä tutkimuksesta on apua, kun eksoplaneettojen metsästäjien on aika valita kohteet:
”Tutkimuksemme on tärkeä sille, miten tulevat operaatiot suunnittelevat, mitä tähtiä tarkkailla. Monet planeetat, jotka on löydetty suoran kuvantamisen kautta, ovat olleet järjestelmissä, joissa oli roskalevyjä, ja nyt tiedämme, että pöly voi olla osoittamaton maailma.
Tämä tutkimus, joka oli suurin pölymäisillä roskillä varustettujen tähteiden tutkimus, antoi myös tähän mennessä parhaan todisteen siitä, että jättiläiskaappaat ovat vastuussa roskalevyjen pitämisestä hallinnassa. Vaikka tutkimus ei ratkaissut suoraan miksi jättiläisen planeetan läsnäolo aiheuttaisi roskalevyjen muodostumisen, kirjoittajat huomauttavat, että niiden tulokset ovat yhdenmukaisia ennusteiden kanssa, että roskapöydät ovat jättiläisten planeettojen tuotteita, jotka sekoittuvat ja aiheuttavat pöly-törmäyksiä.
Toisin sanoen he uskovat, että jättiläisen planeetan painovoima aiheuttaisi planestimallien törmäyksen estäen heitä muodostamasta uusia planeettoja. Tutkimuksen yhteiskirjoittaja Dimitri Mawet, joka on myös JPL: n vanhempi tutkija, selitti:
”On mahdollista, että emme löydä pieniä planeettoja näistä järjestelmistä, koska nämä massiiviset ruhot tuhosivat varhain rakennuspalikoita kallioisilta planeetoilta lähettämällä ne murskaamaan toisiinsa suurella nopeudella yhdistämisen sijaan. "
Aurinkokunnan sisällä jättiläiset planeetat luovat erilaisia roskavyöhykkeitä. Esimerkiksi Marsin ja Jupiterin välillä sinulla on pääasteroidivyö, kun taas Neptunuksen ulkopuolella on Kuiperin vyö. Monilla tässä tutkimuksessa tarkastelluilla järjestelmillä on myös kaksi vyötä, vaikka ne ovatkin huomattavasti nuorempia kuin aurinkokunnan omat vyöt - noin miljardi vuotta vanhoja verrattuna 4,5 miljardiin vanhoihin.
Yksi tutkimuksessa tutkituista järjestelmistä oli Beta Pictoris, järjestelmä, jossa on roskalevy, komeettoja ja yksi vahvistettu eksoplaneetta. Tämä planeetta, nimeltään Beta Pictoris b, jolla on 7 Jupiterimassaa ja kiertää tähtiä 9 AU: n etäisyydellä - ts. Yhdeksän kertaa maan ja auringon välinen etäisyys. Tähtitieteilijät ovat kuvanneet tämän järjestelmän suoraan aiemmin maapallolla varustettujen kaukoputkien avulla.
Mielenkiintoista on, että tähtitieteilijät ennustivat tämän eksoplaneetan olemassaolon hyvissä ajoin ennen sen vahvistamista perustuen järjestelmän roskalevyn läsnäoloon ja rakenteeseen. Toinen tutkittu järjestelmä oli HR8799, järjestelmä, jossa on roskalevy, jossa on kaksi näkyvää pölyhihnaa. Tämän tyyppisissä järjestelmissä päädytään jättiläisempien planeettojen läsnäolosta näiden pölyhihnojen ylläpidon tarpeen perusteella.
Tämän uskotaan olevan tilanne omassa aurinkokunnassamme, jossa 4 miljardia vuotta sitten jättiläiset planeetat ohjasivat kulkevia komeettoja kohti aurinkoa. Tämä johti myöhään voimakkaaseen pommitukseen, jossa sisäplaneetoihin kohdistui lukemattomia iskuja, jotka ovat edelleen näkyvissä. Tutkijat uskovat myös, että juuri tänä ajanjaksona Jupiterin, Saturnuksen, Uraanin ja Neptunuksen muuttoliikkeet taipuivat pölyyn ja pieniin kappaleisiin muodostaen Kuiper-vyö ja Asteroidivyö.
Tohtori Meshkat ja hänen tiiminsä totesivat myös, että heidän tutkimansa järjestelmät sisälsivät paljon enemmän pölyä kuin aurinkokunta, mikä johtuu heidän ikäeroistaan. Noin miljardi vuotta vanhoissa järjestelmissä pölyn lisääntyminen voi johtua pienistä kappaleista, jotka eivät ole vielä muodostaneet isompia kappaleita törmäävänsä. Tästä voidaan päätellä, että aurinkokuntamme oli myös kerran paljon pölyisempi.
Kirjailijoiden huomautus on kuitenkin myös mahdollista, että heidän havaitsemissaan järjestelmissä - joissa on yksi jättiläinen planeetta ja roskalevy - voi olla enemmän planeettoja, joita ei yksinkertaisesti ole vielä löydetty. Loppujen lopuksi he myöntävät, että tarvitaan enemmän tietoja, ennen kuin näitä tuloksia voidaan pitää vakuuttavina. Mutta tällä välin tämä tutkimus voisi toimia oppaana siitä, missä eksoplaneettoja löytyy.
Kuten NASA: n Exoplanet Exploration Program Office -toimiston päätutkija ja tutkimuksen yhteistekijä Karl Stapelfeldt totesi:
"Näyttämällä tähtitieteilijöille, missä tulevilla operaatioilla, kuten NASA: n James Webbin avaruusteleskoopilla, on paras mahdollisuus löytää jättiläisiä eksoplaneetteja, tämä tutkimus valmistaa tietä tuleville löytöille."
Lisäksi tämä tutkimus voisi auttaa tiedostamaan omaa ymmärrystämme siitä, kuinka aurinkokunta kehittyi miljardien vuosien aikana. Tähtitieteilijät ovat jo jonkin aikaa keskustelleet siitä, siirtyivätkö Jupiterin kaltaiset planeetat nykyiseen asemaansa vai eivät, ja miten tämä vaikutti aurinkokunnan evoluutioon. Ja jatkuu keskustelu siitä, kuinka päävyö muodostui (ts. Tyhjä kokonaan).
Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, se voisi tiedottaa tuleville tutkimuksille antamalla tähtitieteilijöille tietää, mitkä tähtijärjestelmät kehittyvät samaan suuntaan kuin meidän oma, miljardeja vuosia sitten. Missä tähtijärjestelmissä on roskalevyjä, ne päättelevät erityisen massiivisen kaasujättelijän läsnäolosta. Ja jos heillä on levy, jossa on kaksi näkyvää pölyhihnaa, he voivat päätellä, että siitä tulee myös järjestelmä, joka sisältää monia planeettoja ja ja kaksi vyötä.
