Nytt arbete från ett internationellt team av astronomer inklusive Carnegies Jaehan Bae använde arkivdata från radioteleskop för att utveckla en ny metod för att hitta mycket unga extrasolära planeter. Deras teknik bekräftade framgångsrikt existensen av två tidigare förutspådda planeter med Jupitermassa runt stjärnan HD 163296. Deras arbete är publicerat av Astrofysiska tidskriftsbrev .

Av de tusentals exoplaneter som upptäckts av astronomer, endast en handfull är i sina uppväxtår. Att hitta fler babyplaneter kommer att hjälpa astronomer att svara på de många utestående frågorna om planetbildning, inklusive processen genom vilken vårt eget solsystem kom till.

Unga stjärnor är omgivna av roterande skivor av gas och damm från vilka planeter bildas. De 60 radioteleskopantennerna i Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA, har kunnat avbilda dessa diskar med aldrig tidigare skådad tydlighet.

Forskargruppen – inklusive huvudförfattaren Richard Teague och medförfattaren Edwin Bergin från University of Michigan, Tilman Birnstiel från Ludwig Maximilian University i München, och Daniel Foreman-Mackey från Flatiron Institute – använde arkivaliska ALMA-data för att visa att anomalier i gasens hastighet i dessa roterande protoplanetära skivor kan användas för att indikera närvaron av jätteplaneter.

Andra tekniker för att hitta babyplaneter i skivorna som omger unga stjärnor är baserade på observationer av emissionen från en skivas dammpartiklar. Men damm står bara för en procent av en skivas massa, så teamet bestämde sig för att istället fokusera på gasen som utgör 99 procent av en ung disk.

Deras nya teknik fokuserar på gasens rörelse, sondera radiella tryckgradienter i gasen för att se formen på störningarna – som virvlar och virvlar i en stenig strömbädd – vilket gör det möjligt för astronomer att göra en mer exakt bestämning av massorna och platserna för alla planeter som är inbäddade i skivan.

Deras nya metod bekräftade framgångsrikt den tidigare förutspådda existensen av två planeter med Jupitermassa runt HD 163296. De kretsar på avstånd på 83 och 137 gånger så mycket som mellan solen och jorden, även om deras värdstjärna är mycket ljusare än vår egen sol.

"Även om damm spelar en viktig roll i planetbildningen och ger oss ovärderlig information, det är gasen som står för 99 procent av de protoplanetära skivornas massa. Det är därför viktigt att studera kinematik, eller rörelse, av gasen för att bättre förstå vad som händer i skivorna vi observerar, " förklarade Bae.

"Denna metod kommer att ge viktiga bevis för att hjälpa till att tolka högupplösta dammbilder som kommer från ALMA. Dessutom, genom att upptäcka planeter i detta unga skede har vi den bästa möjligheten hittills att testa hur deras atmosfärer bildas och vilka molekyler som levereras i denna process, sa huvudförfattaren Teague.