Semasa mencari planet ekstra suria, para astronom paling sering bergantung pada sebilangan teknik tidak langsung. Daripada jumlah ini, Kaedah Transit (aka. Transit Fotometri) dan Kaedah Radial Velocity (aka. Spektroskopi Doppler) adalah dua kaedah yang paling berkesan dan boleh dipercayai (terutamanya apabila digunakan dalam kombinasi). Malangnya, pengimejan langsung jarang berlaku kerana sangat sukar untuk melihat eksoplanet samar di tengah-tengah cahaya bintang tuan rumahnya.
Walau bagaimanapun, peningkatan dalam interferometer radio dan pencitraan inframerah dekat telah memungkinkan para astronom untuk menggambarkan cakera protoplanet dan menyimpulkan orbit eksoplanet. Dengan menggunakan kaedah ini, pasukan astronomi antarabangsa baru-baru ini menangkap gambar sistem planet yang baru terbentuk. Dengan mengkaji jurang dan struktur seperti cincin dari sistem ini, pasukan dapat membuat hipotesis mengenai kemungkinan ukuran eksoplanet.
Kajian yang berjudul "Cincin dan celah pada cakera di sekitar Elias 24 yang diungkapkan oleh ALMA", baru-baru ini muncul di Makluman Bulanan Persatuan Astronomi Diraja. Pasukan ini diketuai oleh Giovanni Dipierro, ahli astrofizik dari University of Leicester, dan termasuk anggota dari Pusat Astrofizik Harvard – Smithsonian (CfA), Balai Cerap ALMA, Balai Cerap Astronomi Radio Nasional, Institut Astronomi Max-Planck, dan pelbagai universiti dan institusi penyelidikan.
Di masa lalu, cincin debu telah dikenal pasti dalam banyak sistem protoplanet, dan asal usul dan hubungannya dengan pembentukan planet menjadi topik perdebatan banyak. Di satu pihak, mereka mungkin disebabkan oleh debu yang menumpuk di kawasan tertentu, ketidakstabilan graviti, atau bahkan variasi sifat optik debu. Sebagai alternatif, mereka boleh menjadi hasil planet yang telah berkembang, yang menyebabkan debu akan hilang ketika melaluinya.
Seperti yang dijelaskan oleh Dipierro dan rakan-rakannya dalam kajian mereka:
"Senario alternatif memanggil cakera yang aktif secara dinamis, di mana planet sudah terbentuk atau sedang dalam proses pembentukan. Planet yang terbenam akan membangkitkan gelombang ketumpatan pada cakera di sekitarnya, yang kemudian memantapkan momentum sudut ketika mereka hilang. Sekiranya planet ini cukup besar, pertukaran momentum sudut antara gelombang yang diciptakan oleh planet dan cakera mengakibatkan pembentukan satu atau beberapa jurang, yang ciri morfologi berkait rapat dengan keadaan cakera tempatan dan sifat planet. "
Demi kajian mereka, pasukan menggunakan data dari pengamatan Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) Cycle 2 - yang bermula pada bulan Jun 2014. Dengan demikian, mereka dapat membayangkan debu di sekitar Elias 24 dengan resolusi sekitar 28 AU (iaitu jarak 28 kali antara Bumi dan Matahari). Apa yang mereka dapati adalah bukti adanya jurang dan cincin yang dapat menjadi indikasi planet yang mengorbit.
Dari ini, mereka membina model sistem yang mengambil kira jisim dan lokasi planet berpotensi ini dan bagaimana penyebaran dan ketumpatan debu akan menyebabkannya berkembang. Seperti yang ditunjukkan dalam kajian mereka, model mereka menghasilkan pemerhatian cincin debu dengan cukup baik, dan meramalkan kehadiran raksasa gas seperti Musytari dalam empat puluh empat ribu tahun:
"Kami mendapati bahawa pelepasan debu di cakera konsisten dengan kehadiran planet tertanam dengan jisim? 0,7? MJ pada jejari orbit? 60? Au… Peta kecerahan permukaan model cakera kami memberikan padanan yang wajar dengan struktur jurang dan seperti cincin yang diperhatikan di Elias 24, dengan perbezaan purata? 5? Per? Peratus fluks yang diperhatikan di sekitar kawasan jurang. "
Hasil ini menguatkan kesimpulan bahawa jurang dan cincin yang telah diperhatikan dalam pelbagai cakera kecil menunjukkan adanya planet yang mengorbit. Seperti yang ditunjukkan oleh pasukan, ini sesuai dengan pengamatan lain dari cakera protoplanet, dan dapat membantu menjelaskan proses pembentukan planet.
"Gambaran yang muncul dari pemerhatian resolusi tinggi dan kepekaan tinggi baru-baru ini dari cakera protoplanet adalah bahawa celah dan ciri seperti cincin lazim terdapat dalam sebilangan besar cakera dengan massa dan usia yang berbeza," mereka menyimpulkan. "Gambar ALMA resolusi tinggi dan kesetiaan tinggi haba haba dan pelepasan garis CO dan data penyebaran berkualiti tinggi akan sangat membantu untuk mencari bukti lebih lanjut mengenai mekanisme di sebalik pembentukannya."
Salah satu cabaran paling sukar ketika mempelajari pembentukan dan evolusi planet adalah hakikat bahawa para astronom secara tradisional tidak dapat melihat proses dalam tindakan. Tetapi berkat peningkatan instrumen dan kemampuan untuk mengkaji sistem bintang suria ekstra, para astronom dapat melihat sistem pada titik yang berbeza dalam proses pembentukan.
Ini seterusnya membantu kita menyempurnakan teori kita tentang bagaimana Sistem Suria wujud, dan suatu hari nanti memungkinkan kita untuk meramalkan dengan tepat jenis sistem apa yang dapat terbentuk dalam sistem bintang muda.
