現在の推定によると、天の川銀河だけでも1,000億もの惑星が存在する可能性があります。残念ながら、これらの惑星の証拠を見つけることは、困難で時間のかかる作業です。ほとんどの場合、天文学者は、星自身の運動のドップラー測定（放射速度法）の星の明るさのディップを測定する間接法（トランジット法）に頼らざるを得ません。
直接の画像化は、星の持つ相殺効果のために非常に困難であり、その明るさにより、惑星を周回している惑星を見つけるのが困難になります。幸いにも、Caltechの赤外線処理および分析センター（IPAC）が主導する新しい研究により、直接イメージングを使用して太陽系外惑星を見つけるショートカットが存在する可能性があることが判明しました。彼らが主張する解決策は、彼らが少なくとも1つの巨大な惑星を持っていると確信しているので、星の周りの破片ディスクを持つシステムを探すことです。
「スピッツァーで検出されたデブリディスクの直接画像調査：ほこりっぽいシステムでの巨大惑星の発生」というタイトルのこの研究は、最近発表されました。 天文ジャーナル。 IPAC / Caltechの研究助手であるTiffany Meshkatは、NASAのジェット推進研究所でポスドク研究員として働いていたときに行った研究の筆頭著者でした。
この研究のために、Meshkat博士とその同僚は、デブリディスクを備えた130の異なるシングルスターシステムのデータを調べ、ディスクをホストしていない277のスターと比較しました。これらの星はすべてNASAのスピッツァー宇宙望遠鏡によって観測され、すべて比較的年齢が若かった（10億年未満）。これらの130のシステムのうち、100は以前に太陽系外惑星を見つけるために研究されていました。
次に、メッシュカット博士と彼女のチームは、W.M。ハワイのケック天文台とチリのヨーロッパ南天天文台（ESO）の超大型望遠鏡（VLT）。彼らはこれらのシステムで新しい惑星を検出しませんでしたが、彼らの調査はディスクを持つシステムでの惑星の豊富さを特徴付けるのに役立ちました。
彼らが発見したのは、破片ディスクを持つ若い星は、そうでないものよりも広い軌道を持つ巨大な太陽系外惑星を持っている可能性が高いということでした。これらの惑星はまた、木星の5倍の質量を持っている可能性が高いため、「スーパージュピター」になりました。 Meshkat博士が最近のNASAのプレスリリースで説明したように、この研究は、太陽系外惑星のハンターがターゲットを選択するときに役立つでしょう。
「私たちの研究は、将来のミッションがどの星を観測するかをどのように計画するかについて重要です。ダイレクトイメージングで発見された多くの惑星は、デブリディスクを備えたシステムに存在しており、今ではダストが未発見の世界の指標である可能性があることがわかりました。
この研究は、ほこりの多いデブリディスクを備えた星の最大の調査であり、巨大惑星がデブリディスクを抑制し続ける責任があることを今までに証明する最良の証拠を提供しました。研究では、巨大惑星の存在によってデブリディスクが形成される理由を直接解決していませんが、その結果は、デブリディスクが巨大惑星の攪拌とダスト衝突の産物であるという予測と一致していることを示しています。
言い換えれば、彼らは巨大惑星の重力が平面刺激を衝突させ、それによってそれらが追加の惑星を形成するのを妨げると信じています。研究の共著者であるJPLの上級研究科学者でもあるDimitri Mawetは次のように説明しています。
「これらのシステムでは小さな惑星が見つからない可能性があります。早い段階で、これらの巨大な物体がビルディングブロックを破壊したためです。 岩だらけの惑星のそれらを穏やかに組み合わせるのではなく、高速でお互いに押しつぶして送ります。」
太陽系内では、巨大惑星が一種のデブリベルトを作り出します。たとえば、火星と木星の間にはメインの小惑星帯があり、海王星の向こうにはカイパーベルトがあります。この調査で調べたシステムの多くは2つのベルトも持っていますが、太陽系自体のベルトよりもかなり若いです–およそ10億年前と比べて45億年前です。
研究で調査されたシステムの1つは、Beta Pictorisでした。これは、デブリディスク、彗星、および1つの確認された太陽系外惑星を備えたシステムです。この惑星はベータピクトリスbと呼ばれ、7つの木星の質量があり、9 AUの距離、つまり地球と太陽の間の距離の9倍の距離で星を周回しています。このシステムは、地上の望遠鏡を使用して過去に天文学者によって直接画像化されてきました。
興味深いことに、天文学者は、システムのデブリディスクの存在と構造に基づいて、確認されるかなり前にこの太陽系外惑星の存在を予測していました。調査された別のシステムは、HR8799でした。これは、2つの顕著なダストベルトを持つデブリディスクを備えたシステムです。この種のシステムでは、これらのダストベルトを維持する必要性に基づいて、より多くの巨大惑星の存在が推測されます。
これは、40億年前に巨大惑星が通過する彗星を太陽に向けた私たちの太陽系の場合に当てはまると考えられています。その結果、後期重爆撃が発生しました。そこでは、内側の惑星が今日も目に見える無数の影響を受けました。科学者たちはまた、木星、土星、天王星、海王星の移動が塵と小さな体をそらせてカイパーベルトと小惑星帯を形成したのはこの時期であると信じています。
Meshkat博士と彼女のチームはまた、彼らが調べたシステムには、私たちの太陽系よりもはるかに多くの塵が含まれていることにも言及しました。これは、年齢の違いに起因する可能性があります。約10億年前のシステムの場合、ダストの存在の増加は、まだ大きな物体を形成していない小さな物体が衝突した結果である可能性があります。このことから、私たちの太陽系はかつてはるかに塵が多かったと推測できます。
しかし、著者らは、彼らが観察したシステム（1つの巨大な惑星と残骸の円盤を含む）が、まだまだ発見されていない惑星をさらに含んでいる可能性があることも指摘しています。最終的に、彼らはこれらの結果が決定的であると考えることができる前に、より多くのデータが必要であると認めます。しかし、その間、この研究は、太陽系外惑星がどこに見つかるかについてのガイドとして役立つかもしれません。
NASAの太陽系外惑星探査プログラムオフィスの主任科学者であり、この研究の共著者であるカールスタペルフェルトは次のように述べています。
「NASAのジェームズウェッブ宇宙望遠鏡などの将来のミッションが巨大な太陽系外惑星を発見する最良の機会を持っている天文学者を示すことにより、この研究は将来の発見への道を開きます。」
さらに、この研究は、何十億年にもわたって太陽系がどのように進化したかについての私たち自身の理解を伝えるのに役立ちます。しばらくの間、天文学者は、木星のような惑星が現在の位置に移動したかどうか、およびこれが太陽系の進化にどのように影響したかについて議論してきました。そして、メインベルトがどのように形成されたか（つまり、完全に空になったか）についての議論が続いています。
最後に重要なこととして、それは将来の調査に通知し、天文学者に何十億年も前に私たちが行ったのと同じ線に沿ってどの星系が発達しているかを知らせることができます。星系にデブリディスクがある場所はどこでも、それらは特に巨大なガス巨人の存在を推測します。そして、彼らが2つの顕著なダストベルトを備えたディスクを持っている場合、彼らはそれも多くの惑星と2つのベルトを含むシステムになると推測できます。
