Menurut anggaran semasa, mungkin ada sebanyak 100 bilion planet di Galaksi Bima Sakti sahaja. Malangnya, mencari bukti mengenai planet ini adalah kerja yang sukar dan memakan masa. Sebahagian besarnya, ahli astronomi terpaksa bergantung pada kaedah tidak langsung yang mengukur penurunan cahaya bintang (Kaedah Transit) pengukuran Doppler pergerakan bintang itu sendiri (Kaedah Kecepatan Radial).
Pengimejan langsung sangat sukar kerana kesan pembatalan yang dimiliki bintang, di mana kecerahannya menyukarkan planet mengorbitnya. Nasib baik kajian baru yang diketuai oleh Pusat Pemrosesan dan Analisis Inframerah (IPAC) di Caltech telah menentukan bahawa mungkin ada jalan pintas untuk mencari eksoplanet menggunakan pengimejan langsung. Penyelesaiannya, menurut mereka, adalah mencari sistem dengan cakera serpihan tertentu, kerana mereka pasti mempunyai sekurang-kurangnya satu planet raksasa.
Kajian yang berjudul “Survei Pengimejan Langsung dari Spitzer Detected Debris Disk: Kejadian Planet Giant dalam Sistem Dusty”, baru-baru ini Jurnal Astronomi. Tiffany Meshkat, seorang penolong saintis penyelidikan di IPAC / Caltech, adalah penulis utama kajian ini, yang dilakukannya ketika bekerja di Makmal Jet Propulsion NASA sebagai penyelidik pasca doktoral.
Demi kajian ini, Dr. Meshkat dan rakan-rakannya meneliti data mengenai 130 sistem bintang tunggal yang berbeza dengan cakera serpihan, yang kemudian dibandingkan dengan 277 bintang yang nampaknya tidak mempunyai cakera. Bintang-bintang ini semua diperhatikan oleh Spitzer Space Telescope NASA dan semuanya berusia muda (kurang dari 1 bilion tahun). Dari 130 sistem ini, 100 sebelum ini dikaji untuk mencari eksoplanet.
Dr. Meshkat dan pasukannya kemudian menindaklanjuti baki 30 sistem menggunakan data dari W.M. Keck Observatory di Hawaii dan Teleskop Sangat Besar (VLT) Balai Cerap Eropah Selatan (ESO) di Chile. Walaupun mereka tidak mengesan planet baru dalam sistem ini, pemeriksaan mereka membantu mencirikan banyaknya planet dalam sistem yang mempunyai cakera.
Apa yang mereka dapati adalah bahawa bintang muda dengan cakera puing lebih cenderung juga mempunyai eksoplanet raksasa dengan orbit lebar daripada yang tidak. Planet-planet ini juga cenderung memiliki massa Musytari lima kali ganda, sehingga menjadikannya "Super-Musytari". Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Meshkat dalam siaran akhbar NASA baru-baru ini, kajian ini akan sangat membantu apabila tiba masanya bagi pemburu eksoplanet untuk memilih sasaran mereka:
"Penyelidikan kami penting untuk bagaimana misi masa depan akan merancang bintang mana yang harus diperhatikan. Banyak planet yang ditemukan melalui pencitraan langsung berada dalam sistem yang memiliki disk puing-puing, dan sekarang kita tahu debu boleh menjadi petunjuk dunia yang belum ditemui. "
Kajian ini, yang merupakan pemeriksaan bintang terbesar dengan cakera serpihan berdebu, juga memberikan bukti terbaik sehingga kini bahawa planet gergasi bertanggungjawab untuk memastikan cakera serpihan tetap dikendalikan. Walaupun penyelidikan tidak secara langsung dapat menyelesaikan mengapa kehadiran planet raksasa akan menyebabkan cakera serpihan terbentuk, para penulis menunjukkan bahawa hasilnya sesuai dengan ramalan bahawa cakera serpihan adalah produk dari planet raksasa yang bergerak dan menyebabkan tumbukan debu.
Dengan kata lain, mereka percaya bahawa graviti planet raksasa akan menyebabkan planet-planet bertabrakan, sehingga menghalangnya membentuk planet-planet tambahan. Sebagai penulis bersama kajian, Dimitri Mawet, yang juga seorang saintis penyelidikan kanan JPL, menjelaskan:
"Mungkin kita tidak menjumpai planet kecil dalam sistem ini kerana, sejak awal, mayat besar ini menghancurkan blok bangunan dari planet berbatu, menghantar mereka saling bertembung dengan kelajuan tinggi dan bukannya menggabungkan dengan lembut. "
Di dalam Sistem Suria, planet-planet raksasa membuat tali pinggang serpihan. Contohnya, antara Marikh dan Musytari, anda mempunyai tali pinggang Asteroid Utama, sementara di luar Neptunus terdapat Sabuk Kuiper. Sebilangan besar sistem yang diperiksa dalam kajian ini juga mempunyai dua tali pinggang, walaupun jauh lebih muda daripada tali pinggang Sistem Suria sendiri - berumur kira-kira 1 bilion tahun berbanding 4.5 bilion tahun.
Salah satu sistem yang diperiksa dalam penelitian ini adalah Beta Pictoris, sistem yang memiliki disk puing-puing, komet, dan satu eksoplanet yang disahkan. Planet ini, yang ditetapkan sebagai Beta Pictoris b, yang mempunyai 7 massa Musytari dan mengorbit bintang pada jarak 9 AU - iaitu sembilan kali jarak antara Bumi dan Matahari. Sistem ini telah dicitrakan secara langsung oleh para astronom pada masa lalu menggunakan teleskop darat.
Cukup menarik, para astronom meramalkan adanya exoplanet ini sebelum disahkan, berdasarkan kehadiran dan struktur cakera serpihan sistem. Sistem lain yang dikaji ialah HR8799, sistem dengan cakera serpihan yang mempunyai dua tali pinggang debu yang menonjol. Dalam sistem seperti ini, kehadiran lebih banyak planet raksasa disimpulkan berdasarkan keperluan untuk tali pinggang debu ini dipertahankan.
Ini dipercayai berlaku untuk Sistem Suria kita sendiri, di mana 4 bilion tahun yang lalu, planet-planet raksasa mengalihkan komet yang melintas ke arah Matahari. Ini mengakibatkan Pengeboman Berat Akhir, di mana planet-planet dalamnya mengalami banyak kesan yang masih dapat dilihat hingga kini. Para saintis juga percaya bahawa pada masa inilah migrasi Musytari, Zuhal, Uranus dan Neptunus membelokkan debu dan badan kecil untuk membentuk Sabuk Kuiper dan Tali Pinggang Asteroid.
Dr. Meshkat dan pasukannya juga menyatakan bahawa sistem yang mereka kaji mengandung lebih banyak habuk daripada Sistem Suria kita, yang disebabkan oleh perbezaan usia mereka. Dalam kes sistem yang berusia sekitar 1 miliar tahun, peningkatan kehadiran debu mungkin disebabkan oleh badan kecil yang belum membentuk badan yang lebih besar bertembung. Dari ini, dapat disimpulkan bahawa Sistem Suria kita juga lebih berdebu.
Walau bagaimanapun, penulis mencatat bahawa sistem yang mereka amati - yang mempunyai satu planet raksasa dan cakera serpihan - mungkin mengandungi lebih banyak planet yang belum ditemui. Pada akhirnya, mereka mengakui bahawa lebih banyak data diperlukan sebelum hasil ini dapat dianggap meyakinkan. Tetapi sementara ini, kajian ini dapat menjadi panduan untuk mengetahui lokasi eksoplanet.
Sebagai Karl Stapelfeldt, ketua saintis Pejabat Program Eksplorasi Exoplanet NASA dan pengarang bersama kajian ini, menyatakan:
"Dengan menunjukkan ahli astronomi di mana misi masa depan seperti Teleskop Angkasa James Webb NASA mempunyai peluang terbaik untuk mencari eksoplanet gergasi, penyelidikan ini membuka jalan untuk penemuan masa depan."
Di samping itu, kajian ini dapat membantu memahami pemahaman kita sendiri tentang bagaimana Sistem Suria berkembang selama berbilion tahun. Selama beberapa waktu, ahli astronomi telah membahaskan sama ada planet seperti Musytari berpindah ke kedudukan mereka sekarang atau tidak, dan bagaimana ini mempengaruhi evolusi Sistem Suria. Dan terus ada perdebatan mengenai bagaimana Sabuk Utama terbentuk (iaitu kosong penuh).
Yang terakhir, tetapi tidak kurang pentingnya, ia dapat memberitahu tinjauan masa depan, yang memberitahu para astronom mengetahui sistem bintang mana yang berkembang seiring dengan yang sama seperti yang kita lakukan, berbilion tahun yang lalu. Di mana sahaja sistem bintang mempunyai cakera serpihan, mereka menyimpulkan kehadiran gergasi gas yang sangat besar. Dan di mana mereka mempunyai cakera dengan dua tali pinggang debu yang menonjol, mereka dapat menyimpulkan bahawa ia juga akan menjadi sistem yang mengandungi banyak planet dan dan dua tali pinggang.
