Pēc pašreizējiem aprēķiniem, Piena ceļa galaktikā vien varētu būt pat 100 miljardi planētu. Diemžēl šo planētu pierādījumu atrašana ir grūts, laikietilpīgs darbs. Lielākoties astronomi ir spiesti paļauties uz netiešām metodēm, kas mēra kritienus zvaigznes spilgtumā (tranzīta metode), izmantojot Doplera mērījumus pēc pašas zvaigznes kustības (radiālā ātruma metode).
Tieša attēlveidošana ir ļoti sarežģīta, jo zvaigznēm ir atcelšanas efekts, kur to spilgtums apgrūtina to planētu pamanīšanu, kuras riņķo ap tām. Par laimi jauns pētījums, kuru vadīja Infrasarkanās apstrādes un analīzes centrs (IPAC) Kaltehā, ir noteicis, ka, iespējams, ir saīsne eksoplanētu atrašanai, izmantojot tiešo attēlveidošanu. Viņi apgalvo, ka risinājums ir meklēt sistēmas ar apļveida gružu disku, jo tām noteikti ir vismaz viena milzu planēta.
Pētījums ar nosaukumu “Tiešais attēlveidošanas pētījums par Spicera atklāto gruvešu diskiem: Milzu planētu rašanās putekļainās sistēmās” nesen parādījās Astronomijas žurnāls. Tiffany Meshkat, IPAC / Caltech zinātniskās pētniecības asistente, bija galvenā autore pētījumā, kuru viņa veica, strādājot NASA Jet Propulsion Laboratory kā pēcdoktorantūras pētniece.
Šī pētījuma nolūkos doktore Meshkat un viņas kolēģi pārbaudīja datus par 130 dažādām vienas zvaigznes sistēmām ar atlūzu diskiem, kuras viņi pēc tam salīdzināja ar 277 zvaigznēm, kuras neliecina par saimniekdatoru diskiem. Visas šīs zvaigznes novēroja NASA Spicera kosmiskais teleskops, un tās visas bija samērā jauna vecuma (mazāk nekā 1 miljards gadu). No šīm 130 sistēmām 100 iepriekš tika pētītas eksoplanetu atrašanas labad.
Pēc tam Dr Meshkat un viņas komanda veica turpmāko darbību pārējās 30 sistēmās, izmantojot W.M. datus. Keka observatorija Havaju salās un Eiropas Dienvidu observatorijas (ESO) ļoti lielais teleskops (VLT) Čīlē. Lai gan viņi šajās sistēmās nekonstatēja nevienu jaunu planētu, viņu izmeklējumi palīdzēja raksturot planētu pārpilnību sistēmās, kurās bija diski.
Viņi atklāja, ka jaunām zvaigznēm ar gružu diskiem, visticamāk, ir arī milzu eksoplanetes ar platām orbītām, nekā tām, kurām to nav. Šīm planētām, visticamāk, bija piecas reizes lielāka Jupitera masa, tādējādi padarot tās par “super-Jupiteriem”. Kā Dr Meshkat paskaidroja nesenā NASA paziņojumā presei, šis pētījums būs noderīgs, kad būs laiks eksoplanētu medniekiem izvēlēties savus mērķus:
“Mūsu pētījums ir svarīgs tam, kā turpmākās misijas plāno plānot, kuras zvaigznes novērot. Daudzas planētas, kas atrastas tiešā attēlveidošanas laikā, ir bijušas sistēmās, kurās bija gružu diski, un tagad mēs zinām, ka putekļi varētu būt neatklātu pasauļu rādītāji. ”
Šis pētījums, kas bija lielākais zvaigžņu ar putekļainajiem gružu diskiem pārbaude, sniedza arī labākos pierādījumus līdz šim brīdim, ka milzu planētas ir atbildīgas par gružu disku kontroli. Lai gan pētījumi tieši neatrisināja, kāpēc milzu planētas klātbūtne izraisītu gružu disku veidošanos, autori norāda, ka to rezultāti saskan ar prognozēm, ka gružu diski ir milzu planētu produkti, kas maisās un izraisa putekļu sadursmes.
Citiem vārdiem sakot, viņi uzskata, ka milzu planētas gravitācija izraisītu planestimālu sadursmi, tādējādi neļaujot viņiem veidot papildu planētas. Kā skaidroja pētījuma līdzautors Dimitri Mawet, kurš ir arī JPL vecākais pētnieks,:
“Iespējams, ka šajās sistēmās mēs neatrodam mazas planētas, jo agri šie masīvie ķermeņi iznīcināja celtniecības blokus no klinšainajām planētām, sūtot tās lielā ātrumā viena pret otru, nevis maigi kombinējot. ”
Saules sistēmā milzu planētas rada gružu jostas. Piemēram, starp Marsu un Jupiteru jums ir galvenā asteroīda josta, savukārt ārpus Neptūna atrodas Kuipera josta. Daudzām no šajā pētījumā apskatītajām sistēmām ir arī divas siksnas, lai arī tās ir ievērojami jaunākas par pašas Saules sistēmas jostām - apmēram 1 miljardu gadu vecas, salīdzinot ar 4,5 miljardiem gadu vecas.
Viena no pētījumā pārbaudītajām sistēmām bija Beta Pictoris - sistēma, kurai ir atlūzu disks, komētas un viena apstiprināta eksoplaneta. Šī planēta, kas apzīmēta ar Beta Pictoris b, kurai ir 7 Jupitera masas un kura riņķo pa zvaigzni 9 AU attālumā - t.i., deviņas reizes pārsniedz attālumu starp Zemi un Sauli. Šo sistēmu astronomi iepriekš ir tieši attēlojuši, izmantojot uz zemes bāzētus teleskopus.
Interesanti, ka astronomi paredzēja šīs eksoplanetes eksistenci krietni pirms tās apstiprināšanas, balstoties uz sistēmas atlūzu diska esamību un struktūru. Vēl viena pētīta sistēma bija HR8799 - sistēma ar gružu disku, kurai ir divas ievērojamas putekļu jostas. Šādās sistēmās milzu planētu klātbūtne tiek secināta, pamatojoties uz nepieciešamību uzturēt šīs putekļu jostas.
Tiek uzskatīts, ka tas attiecas uz mūsu pašu Saules sistēmu, kur pirms 4 miljardiem gadu milzu planētas novirzīja garām esošās komētas Saules virzienā. Tā rezultātā notika vēlīna smaga bombardēšana, kurā iekšējās planētas tika pakļautas neskaitāmiem triecieniem, kas joprojām ir redzami mūsdienās. Zinātnieki arī uzskata, ka tieši šajā periodā Jupitera, Saturna, Urāna un Neptūna migrācija novirza putekļus un mazus ķermeņus, veidojot Kuipera jostu un Asteroīdu jostu.
Dr Meshkat un viņas komanda arī atzīmēja, ka viņu pārbaudītās sistēmas satur daudz vairāk putekļu nekā mūsu Saules sistēma, ko var attiecināt uz viņu vecuma atšķirībām. Aptuveni viena miljarda gadu vecām sistēmām palielināta putekļu klātbūtne varētu būt mazu ķermeņu, kas vēl nav izveidojuši sadursmes, rezultāts. No tā var secināt, ka arī mūsu Saules sistēma kādreiz bija daudz putekļaināka.
Tomēr autori norāda, ka ir arī iespējams, ka viņu novērotajās sistēmās - kurām ir viena milzu planēta un gružu disks - var būt vairāk planētu, kuras vienkārši vēl nav atklātas. Noslēgumā viņi atzīst, ka ir nepieciešami vairāk datu, pirms šos rezultātus var uzskatīt par pārliecinošiem. Bet pa šo laiku šis pētījums varētu kalpot kā ceļvedis, kur atrast eksoplanetes.
Kā sacīja Kārlis Stapelfelds, NASA Exoplanet izpētes programmu biroja galvenais zinātnieks un pētījuma līdzautors:
"Šis astronoms parāda, kur nākamajām misijām, piemēram, NASA Džeimsa Veba kosmosa teleskopam, ir vislabākā iespēja atrast milzu eksoplanetes, šis pētījums paver ceļu uz nākotnes atklājumiem."
Turklāt šis pētījums varētu palīdzēt iegūt mūsu pašu izpratni par to, kā Saules sistēma attīstījās miljardu gadu laikā. Kādu laiku astronomi diskutē par to, vai planētas, piemēram, Jupiters, migrēja uz pašreizējām pozīcijām un kā tas ietekmēja Saules sistēmas evolūciju. Un joprojām notiek debates par to, kā veidojās galvenā josta (t.i., tukša pilnībā).
Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, tas varētu sniegt informāciju par turpmākajiem apsekojumiem, ļaujot astronomiem uzzināt, kuras zvaigžņu sistēmas attīstās līdzīgi tam, kā mūsu pašu, pirms miljardiem gadu. Lai kur zvaigžņu sistēmās būtu gružu diski, tie secina par īpaši masīva gāzes giganta klātbūtni. Un kur viņiem ir disks ar divām ievērojamām putekļu jostām, viņi var secināt, ka arī tas kļūs par sistēmu, kurā ir daudz planētu un un divas jostas.
