Er is geen kaart die alle miljarden exoplaneten toont die zich in onze melkweg verbergen - ze zijn zo ver en zwak vergeleken met hun sterren, het is moeilijk om ze te vinden. Nutsvoorzieningen, astronomen die op zoek zijn naar nieuwe werelden hebben een mogelijke wegwijzer voor gigantische exoplaneten vastgesteld.

Uit een nieuwe studie blijkt dat gigantische exoplaneten die ver van hun sterren draaien, eerder worden gevonden rond jonge sterren met een schijf van stof en puin dan die zonder schijven. De studie, gepubliceerd in The Astronomisch tijdschrift , gericht op planeten meer dan vijf keer de massa van Jupiter. Deze studie is de grootste tot nu toe van sterren met stoffige puinschijven, en heeft het beste bewijs tot nu toe gevonden dat reuzenplaneten verantwoordelijk zijn voor het onder controle houden van dat materiaal.

"Ons onderzoek is belangrijk voor hoe toekomstige missies plannen welke sterren ze gaan observeren, " zei Tiffany Meshkat, hoofdauteur en assistent-onderzoeker bij IPAC/Caltech in Pasadena, Californië. Meshkat werkte aan deze studie als postdoctoraal onderzoeker bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena. "Veel planeten die zijn gevonden door middel van directe beeldvorming, bevonden zich in systemen met puinschijven, en nu weten we dat het stof indicatoren kan zijn van onontdekte werelden."

Astronomen ontdekten dat de kans op het vinden van reuzenplaneten met een lange periode negen keer groter is voor sterren met puinschijven dan voor sterren zonder schijven. Caltech-afgestudeerde student Marta Bryan voerde de statistische analyse uit die dit resultaat bepaalde.

Onderzoekers combineerden gegevens van 130 eenstersystemen met puinschijven die werden gedetecteerd door NASA's Spitzer Space Telescope, en vergeleek ze met 277 sterren die geen schijven lijken te hosten. De twee sterrengroepen waren tussen een paar miljoen en 1 miljard jaar oud. Van de 130 sterren, 100 werden eerder gescand op exoplaneten. Als onderdeel van deze studie, onderzoekers volgden de andere 30 op met behulp van het W. M. Keck Observatory in Hawaii en de Very Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili. Ze hebben geen nieuwe planeten ontdekt in die 30 systemen, maar de aanvullende gegevens hielpen de overvloed aan planeten in systemen met schijven te karakteriseren.

Het onderzoek lost niet direct op waarom de gigantische exoplaneten de vorming van puinschijven zouden veroorzaken. Onderzoeksauteurs suggereren dat de enorme zwaartekracht van gigantische planeten ervoor zorgt dat kleine lichamen, planetesimalen genaamd, gewelddadig botsen, in plaats van echte planeten te vormen, en in een baan om de aarde blijven als onderdeel van een schijf.

"Het is mogelijk dat we geen kleine planeten in deze systemen vinden omdat, vroegtijdig, deze massieve lichamen vernietigden de bouwstenen van rotsachtige planeten, waardoor ze met hoge snelheden tegen elkaar botsen in plaats van zachtjes te combineren, " zei co-auteur Dimitri Mawet, een Caltech universitair hoofddocent astronomie en een JPL senior onderzoekswetenschapper.

Anderzijds, gigantische exoplaneten zijn gemakkelijker te detecteren dan rotsachtige planeten, en het is mogelijk dat er enkele in deze systemen zijn die nog niet zijn gevonden.

Ons eigen zonnestelsel is de thuisbasis van gasreuzen die verantwoordelijk zijn voor het maken van "puingordels" - de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, gevormd door Jupiter, en de Kuipergordel, gevormd door Neptunus. Veel van de onderzochte systemen van Meshkat en Mawet hebben ook twee riemen, maar ze zijn ook veel jonger dan de onze - tot wel 1 miljard jaar oud, vergeleken met de huidige leeftijd van ons systeem van 4,5 miljard jaar. De jeugd van deze systemen verklaart gedeeltelijk waarom ze veel meer stof bevatten - als gevolg van de botsingen van kleine lichamen - dan de onze.

Een systeem dat in de studie wordt besproken, is Beta Pictoris, die rechtstreeks is afgebeeld met telescopen op de grond. Dit systeem heeft een puinschijf, kometen en één bevestigde exoplaneet. In feite, wetenschappers voorspelden het bestaan ​​van deze planeet lang voordat het werd bevestigd, gebaseerd op de aanwezigheid en structuur van de prominente schijf.

In een ander scenario, de aanwezigheid van twee stofgordels in een enkele puinschijf suggereert dat er waarschijnlijk meer planeten in het systeem zijn waarvan de zwaartekracht deze gordels in stand houdt, zoals het geval is in het HR8799-systeem van vier gigantische planeten. De zwaartekrachten van reuzenplaneten duwen passerende kometen naar binnen in de richting van de ster, die de periode van de geschiedenis van ons zonnestelsel ongeveer 4 miljard jaar geleden zou kunnen nabootsen, bekend als het late zware bombardement. Wetenschappers denken dat in die periode, de migratie van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus hebben stof en kleine lichamen afgebogen naar de Kuiper- en asteroïdengordel die we vandaag zien. Toen de zon jong was, er zou ook veel meer stof in ons zonnestelsel zijn geweest.

"Door astronomen te laten zien waar toekomstige missies zoals NASA's James Webb Space Telescope de beste kans hebben om gigantische exoplaneten te vinden, dit onderzoek effent de weg naar toekomstige ontdekkingen, " zei Karl Stapelfeldt van JPL, hoofdwetenschapper van NASA's Exoplanet Exploration Program Office en co-auteur van de studie.