Päikeseväliste planeetide otsimisel tuginevad astronoomid enamasti mitmetele kaudsetele meetoditele. Neist kaks on kõige tõhusamad ja usaldusväärseimad transiidimeetod (aka Transit Photometry) ja radiaalse kiiruse meetod (aka Doppleri spektroskoopia) (eriti kui neid kasutatakse koos). Kahjuks on otsene pildistamine haruldane, kuna nõrka eksoplaneeti on selle vastuvõtva tähe pimestamise ajal väga raske märgata.
Raadiointerferomeetrite ja lähi-infrapuna pildistamise täiustused on aga võimaldanud astronoomidel pildistada protoplanetaarseid plaate ja järeldada eksoplaneetide orbiite. Seda meetodit kasutades püüdis rahvusvaheline astronoomide meeskond hiljuti moodustunud planeedisüsteemi pilte. Uurides selle süsteemi lünki ja rõngakujulisi struktuure, suutis meeskond hüpoteesida eksoplaneedi võimalikku suurust.
Uuring pealkirjaga "ALMA paljastunud Elias 24 ümbruse ketta helinad ja lüngad" ilmus hiljuti ajakirjas Kuningliku Astronoomiaühingu igakuised teated. Töörühma juhtis Leicesteri ülikooli astrofüüsik Giovanni Dipierro, kuhu kuulusid liikmed Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskusest (CfA), ALMA ühisvaatluskeskusest, Riiklikust raadioastronoomia vaatluskeskusest, Max-Plancki astronoomiainstituudist, ning mitmed ülikoolid ja teadusinstituudid.
Varem on paljudes protoplanetaarsetes süsteemides tuvastatud tolmurõngaid ja nende päritolu ning seos planeetide moodustumisega on palju arutanud. Ühelt poolt võivad need tuleneda tolmu kuhjumisest teatud piirkondades, gravitatsioonilisest ebastabiilsusest või isegi tolmu optiliste omaduste muutustest. Teise võimalusena võivad need olla juba arenenud planeetide tagajärjed, mis põhjustavad tolmu hajumist selle läbimisel.
Nagu Dipierro ja tema kolleegid oma uuringus selgitasid:
„Alternatiivne stsenaarium kutsub esile kettad, mis on dünaamiliselt aktiivsed, milles planeedid on juba moodustunud või on moodustamisel. Manustatud planeet erutab ümbritseva ketta tiheduslaineid, mis seejärel hajutades annavad oma nurgamomendi. Kui planeet on piisavalt massiline, põhjustab planeedi ja ketta loodud lainete vahelise nurkkiiruse vahetus ühe või mitme lünga moodustumise, mille morfoloogilised tunnused on tihedalt seotud kohalike ketaste tingimuste ja planeedi omadustega. ”
Uuringu huvides kasutas meeskond andmeid Atacama suurte millimeetrite / alam-millimeetrite massiivi (ALMA) tsükli 2 vaatluste kohta - mis algasid 2014. aasta juunis. Seda tehes suutsid nad pildistada tolmu Elias 24 ümbruses. eraldusvõimega umbes 28 AU (st 28-kordne maa ja päikese vaheline kaugus). Nad leidsid, et on lünki ja rõngaid, mis võivad olla märgiks orbiidil olevast planeedist.
Sellest konstrueerisid nad süsteemi mudeli, mis võttis arvesse selle potentsiaalse planeedi massi ja asukohta ning seda, kuidas tolmu jaotus ja tihedus põhjustavad selle arengut. Nagu nad oma uuringus märgivad, reprodutseerib nende mudel tolmurõnga vaatlusi üsna hästi ja ennustas Jupiteri-laadse gaasigigandi olemasolu nelikümmend neli tuhat aastat:
„Leiame, et tolmu eraldumine kogu plaadi ulatuses on kooskõlas manustatud planeediga, mille mass on –0,7? MJ orbiidi raadiuses? 60? Au… Meie kettamudeli pindmise heleduse kaart annab mõistliku vastavuse Elias 24 täheldatud pilu- ja rõngakujulistele struktuuridele, kusjuures keskmine erinevus on vahemikus 5% protsenti täheldatud voogudest tühiku piirkonnas. ”
Need tulemused kinnitavad järeldust, et lüngad ja rõngad, mida on täheldatud paljudes erinevates noorte ümmarguste ketaste puhul, näitavad orbiidil olevate planeetide olemasolu. Nagu meeskond märkis, on see kooskõlas protoplaneetiliste ketaste muude vaatlustega ja võib aidata planeetide tekkeprotsessis valgust heita.
"Protoplanetaarsete ketaste hiljutistest kõrge eraldusvõime ja ülitundlikkusega vaatlustest tekkiv pilt on see, et suurtes erineva massi ja vanusega ketastes on levinud tühimik ja rõngakujulised omadused," järeldavad nad. "Uued suure eraldusvõimega ja väga täpsed ALMA-pildid tolmu termiliste ja CO-liinide emissioonist ning kvaliteetsed hajumisandmed on abiks nende moodustumise taga olevate mehhanismide täiendavate tõendite leidmisel."
Üks raskemaid väljakutseid planeetide moodustumise ja evolutsiooni uurimisel on asjaolu, et astronoomid pole traditsiooniliselt suutnud näha toimivaid protsesse. Kuid tänu instrumentide täiustustele ja võimalusele uurida päikesesisest tähesüsteeme on astronoomid suutnud näha süsteemi moodustumise erinevates punktides.
See omakorda aitab meil täpsustada oma teooriaid Päikesesüsteemi loomise kohta ja võib ühel päeval lubada meil täpselt ennustada, millised süsteemid võivad noorte tähtede süsteemides moodustuda.
