Ainuüksi Linnutee galaktikas võib praeguste hinnangute kohaselt olla kuni 100 miljardit planeeti. Kahjuks on nende planeetide kohta tõendite leidmine raske ja aeganõudev töö. Enamasti on astronoomid sunnitud lootma tähtede omal algatusel Doppleri mõõtmisel (radiaalse kiiruse meetodil) kaudsetele meetoditele, mis mõõdavad tähe heleduse langust (transiidimeetod).
Otsene pildistamine on väga keeruline, kuna tähtedel on tühistavad efektid, kus nende heledus raskendab nende ümber tiirlevate planeetide märkamist. Õnneks leidis Caltechi infrapuna töötlemise ja analüüsi keskuse (IPAC) juhitud uus uuring, et eksoplaneetide otsimisel võib kasutada otseteid. Lahendus on nende sõnul otsida ümmarguse prügikettaga süsteeme, sest kindlasti on neil vähemalt üks hiiglaslik planeet.
Hiljuti ilmus uurimus pealkirjaga "Spitzeriga tuvastatud prahtketaste otsene kujutiseuuring: hiiglaslike planeetide esinemine tolmustes süsteemides" Astronoomiaajakiri. IPAC / Caltechi abiteadlane Tiffany Meshkat oli juhtiv autor uuringus, mille ta viis läbi NASA Jet Propulsioni laboris järeldoktorina töötades.
Selle uuringu huvides uurisid dr Meshkat ja tema kolleegid andmeid 130 erineva üksiktähe süsteemi kohta koos prügiketastega, mida nad siis võrdlesid 277 tähega, millel ei paista olevat hostkettaid. Neid kõiki tähti vaatas NASA Spitzeri kosmoseteleskoop ja nad olid kõik suhteliselt noore vanusega (vähem kui miljard aastat). Neist 130 süsteemist oli 100 eksoplaneetide leidmise huvides varem uuritud.
Dr Meshkat ja tema meeskond jälgisid seejärel ülejäänud 30 süsteemi, kasutades W.M. Hacki Kecki observatoorium ja Tšiilis European Southern Observatory's (ESO) väga suur teleskoop (VLT). Kuigi nad ei tuvastanud neis süsteemides ühtegi uut planeeti, aitasid nende uuringud kirjeldada planeetide arvukust süsteemides, millel olid kettad.
Nad leidsid, et prügikettaga noortel tähtedel on suurema tõenäosusega ka hiiglaslikud laia orbiidiga eksoplaneedid kui need, millel seda pole. Neil planeetidel oli tõenäoliselt ka viiekordne Jupiteri mass, muutes nad seega “super-jupiteriteks”. Nagu dr Meshkat NASA hiljutises pressiteates selgitas, on sellest uuringust abi, kui eksoplaneedi jahimeestel on aeg oma eesmärgid valida:
„Meie uurimistöö on oluline, kuidas tulevased missioonid kavandavad, milliseid tähti jälgida. Paljud otsese pildistamise teel leitud planeedid on olnud süsteemides, kus olid prahikettad, ja nüüd teame, et tolm võib olla avastamata maailmade näitaja. "
See uuring, mis oli tolmuvabade prügiketastega tähtede suurim uurimine, andis ka praeguseks parimaid tõendeid selle kohta, et hiidplaneedid vastutavad prahi ketaste kontrolli all hoidmise eest. Ehkki uuringud ei otsustanud otseselt, miks hiiglasliku planeedi olemasolu põhjustaks prahiketaste moodustumise, märgivad autorid, et nende tulemused on kooskõlas ennustustega, et prügikettad on hiiglaslike planeetide tooted, mis segavad ja põhjustavad tolmupõrkeid.
Teisisõnu, nad usuvad, et hiiglasliku planeedi raskusjõud põhjustaks planestimaalide põrkumist, takistades sel viisil nende moodustumist täiendavatele planeetidele. Nagu uuringu kaasautor Dimitri Mawet, kes on ka JPL vanemteadur, selgitas:
„Võimalik, et me ei leia nendest süsteemidest väikeseid planeete, kuna need massiivsed kehad hävitasid juba varakult ehitusplokid kivistest planeetidest, saates nad õrnalt kombineerimise asemel üksteisele suure kiirusega puruks. "
Päikesesüsteemi piires loovad hiiglaslikud planeedid omamoodi prahtvööd. Näiteks Marsi ja Jupiteri vahel on teil peamine asteroidi vöö, Neptuunist kaugemal asub Kuiperi vöö. Paljudel selles uuringus vaadeldud süsteemidel on ka kaks vööd, ehkki need on Päikesesüsteemi enda vöödest märkimisväärselt nooremad - umbes ühe miljardi aasta vanused võrreldes 4,5 miljardi aasta vanustega.
Üks uuringus vaadeldud süsteeme oli Beta Pictoris - süsteem, millel on prügiketas, komeedid ja üks kinnitatud eksoplaneet. See planeet, mis on tähistatud Beta Pictoris b-ga ja millel on 7 Jupiteri massi ja mis tiirleb tähe ümber 9 AU kaugusel - st üheksa korda suurem maa ja päikese vahekaugusest. Seda süsteemi on varem astronoomid otse maapealsete teleskoopide abil kujutanud.
Huvitaval kombel ennustasid astronoomid selle eksoplaneedi olemasolu juba enne selle kinnitamist, võttes aluseks süsteemi prahtketta olemasolu ja struktuuri. Teine süsteem, mida uuriti, oli HR8799, see on prügiketas, millel on kaks silmatorkavat tolmurihma. Sellistes süsteemides järeldatakse hiiglaslikumate planeetide olemasolu tulenevalt vajadusest neid tolmurihmasid säilitada.
Arvatakse, et see kehtib meie enda Päikesesüsteemi kohta, kus 4 miljardit aastat tagasi suunasid hiiglaslikud planeedid mööduvaid komeete Päikese poole. Selle tulemuseks oli hiline raske pommitamine, kus siseplaneedid said läbi lugematu hulga lööke, mis on tänapäevalgi nähtavad. Teadlased usuvad ka, et just sel perioodil suunas Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni ränne tolmu ja väikesed kehad, moodustades Kuiperi vöö ja Asteroidi vöö.
Dr Meshkat ja tema meeskond märkisid ka, et nende uuritud süsteemid sisaldasid palju rohkem tolmu kui meie päikesesüsteem, mis võib olla tingitud nende vanuselistest erinevustest. Ligikaudu miljardi aasta vanuste süsteemide puhul võib tolmu suurenenud sisaldus olla tingitud väikestest kehadest, mis ei ole veel kokku põrganud suuremaid kehasid. Sellest võib järeldada, et ka meie päikesesüsteem oli kunagi palju tolmulisem.
Autorite tähelepanek on aga ka võimalik, et nende jälgitud süsteemid - millel on üks hiiglaslik planeet ja prahiketas - võivad sisaldada rohkem planeete, mida lihtsalt pole veel avastatud. Lõpuks tunnistavad nad, et enne kui tulemusi saab pidada lõplikeks, on vaja rohkem andmeid. Kuid vahepeal võiks see uuring olla juhiseks selle kohta, kust võib leida eksoplaneete.
Nagu nentis NASA Exoplaneti uuringuruumi büroo juhtivteadur ja uuringu kaasautor Karl Stapelfeldt:
"Näitades astronoomidele, kus tulevastel missioonidel, näiteks NASA James Webbi kosmoseteleskoobil, on parim võimalus hiiglaslike eksoplaneetide leidmiseks, sillutab see uurimus teed tulevastele avastustele."
Lisaks võiks see uuring aidata meil mõista oma arusaama Päikesesüsteemi arengust miljardite aastate jooksul. Juba mõnda aega on astronoomid arutanud, kas Jupiteri taolised planeedid rändasid oma praegustele positsioonidele või mitte, ja kuidas see päikesesüsteemi arengut mõjutas. Ja jätkub vaidlus selle üle, kuidas põhivöö kujunes (s.o täielikult tühi).
Viimaseks, kuid mitte vähem oluliseks, võiks see anda teavet tulevaste uuringute kohta, andes astronoomidele teada, millised tähesüsteemid arenevad samamoodi nagu meie oma, miljardeid aastaid tagasi. Igal pool, kus tähesüsteemidel on prügikettad, järeldavad nad eriti massiivse gaasigigandi olemasolu. Ja kus neil on kahe silmapaistva tolmurihmaga ketas, võivad nad järeldada, et ka sellest saab süsteem, mis sisaldab paljusid planeete ja kahte vööd.
