A csillagászok érthetően lenyűgözik az Epsilon Eridani rendszert. Először is, ez a csillagrendszer a miénk közvetlen közelében, körülbelül 10,5 fényévnyire a Naprendszertől. Másodszor, egy ideje ismert volt, hogy két aszteroid övet és egy nagy törmeléklemezt tartalmaz. És harmadszor, a csillagászok évek óta gyanítják, hogy ennek a csillagnak lehet bolygórendszere is.
Mindemellett egy csillagászok egy új tanulmánya rámutatott, hogy az Epsilon Eridani lehet olyan, mint a mi Naprendszerünk a fiatalabb időkben. A NASA Infravörös Csillagászat Stratospheric Observatory (SOFIA) repülőgépeire támaszkodva a csoport részletes elemzést végzett a rendszerről, amely megmutatta, hogy ennek architektúrája rendkívül hasonló ahhoz, amit csillagászok szerint a Naprendszer valaha néz ki.
Kate Su vezetésével - az Arizonai Egyetemi Steward Obszervatórium társult csillagászával - a csapat kutatói és csillagászai az Iowa Állami Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékéből, az Astrofizikai Intézetből és a Jena Egyetem Egyetemi Megfigyelő Intézetéből (Németország). , valamint a NASA sugárhajtómű-laboratóriuma és Ames kutatóközpontja.
Tanulmányuk kedvéért - amelynek eredményeit a A csillagászati folyóirat „A belső 25 AU hulladék eloszlása az Epsilon Eri rendszerben” cím alatt - a csoport a SOFIA 2015. januári repülésével kapott adatokra támaszkodott. A részletes számítógépes modellezéssel és az évekig tartó kutatással kombinálva képesek voltak új meghatározások a törmelék lemez felépítéséről.
Mint már említésre került, az Epsilon Eridani korábbi tanulmányai rámutattak, hogy a rendszert gyűrűk veszik körül, amelyek olyan anyagokból készülnek, amelyek alapvetően maradványok a bolygóképződés folyamatából. Az ilyen gyűrűk gázból és porból állnak, és úgy gondolják, hogy sok apró, sziklás és jeges testet is tartalmaznak - mint például a Naprendszer saját Kuiper öve, amely a Napunkon kering a Neptunuszon túl.
A lemez mozgásának körültekintő mérése azt is jelezte, hogy egy olyan bolygó, amelynek tömege Jupitertel megegyezik, a csillagot a Jupiter Naptól való távolságához hasonló távolságban körözi. A NASA Spitzer Űrtávcsőjével kapott előzetes adatok alapján azonban a tudósok nem tudták meghatározni a meleg anyag helyzetét a lemezen - azaz a port és a gázt -, ami két modellt eredményezett.
Az egyikben a meleg anyagot két keskeny hulladékgyűrűre koncentrálják, amelyek a csillagot keringik olyan távolságra, amely megfelel a Naprendszerünkben a fő aszteroid övnek és az uránnak. E modell szerint a rendszer legnagyobb bolygóját valószínűleg egy szomszédos hulladékövvel társítják. A másik esetben a meleg anyag széles korongban van, nem koncentrálódik aszteroid övszerű gyűrűkbe, és a belső régióban semmilyen bolygóval nem áll kapcsolatban.
Az új SOFIA képek felhasználásával Su és csapata megállapíthatta, hogy az Epsilon Eridani körüli meleg anyag úgy van elrendezve, mint az első modell javasolja. Lényegében legalább egy keskeny övben van, nem pedig egy széles folytonos korongban. Amint Su egy NASA sajtóközleményben kifejtette:
„A SOFIA nagy térbeli felbontása, a FORCAST kamera egyedi hullámhossz-lefedettségével és lenyűgöző dinamikus tartományával kombinálva lehetővé tette a meleg emisszió feloldását az eps Eri körül, megerősítve azt a modellt, amely a meleg anyagot a joviói bolygó pályája közelében helyezte el. Ezenkívül szükség van egy bolygó tömegű tárgyra, hogy megakadályozzuk a porréteget a külső zónából, hasonlóan Neptunusz szerepéhez a Naprendszerben. Nagyon lenyűgöző, hogy az eps Eri, a naprendszerünk sokkal fiatalabb változata, összeállítva, mint a miénk. ”
Ezekre a megfigyelésekre a SOFIA fedélzeti távcsöveinek köszönhetően került sor, amelyek átmérője nagyobb, mint a Spitzernél - 2,5 méter (100 hüvelyk), szemben a Spitzer 0,85 méterével (33,5 hüvelyk). Ez lehetővé tette a sokkal nagyobb felbontást, amelyet a csapat az Epsilon Eridani rendszerben háromszor kisebb részletek megismerésére használt fel, amelyek a Spitzer adatai alapján megfigyelhetők voltak.
Ezenkívül a csapat a SOFIA nagyteljesítményű közép-infravörös kameráját - a Gyenge Objektum infravörös kamerát - a SOFIA teleszkóphoz (FORCAST) használta. Ez a műszer lehetővé tette a csapat számára, hogy megvizsgálja a csillag körüli meleg anyagból származó legerősebb infravörös sugárzást, amelyet a földi megfigyelő intézetek egyébként nem észlelhetnek - 25–40 mikron közötti hullámhosszon.
Ezek a megfigyelések azt is jelzik, hogy az Epsilon Eridani rendszer nagyjából hasonlít a sajátunkra, bár fiatalabb formában. Amellett, hogy aszteroida övekkel és törmelékkoronggal rendelkezik, amelyek hasonlóak a főövhöz és Kuiper övhöz, úgy tűnik, hogy valószínűleg több bolygó is vár, hogy megtalálják a közti terekben. Mint ilyen, ennek a rendszernek a tanulmányozása segíthet a csillagászoknak megtanulni a saját Naprendszerünk történetéről.
Massimo Marengo, a tanulmány egyik társszerzője, az Iowa Állami Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének docens. Amint azt az Iowai Egyetem sajtóközleményében kifejtette:
„Ez a csillag egy olyan bolygórendszert működtet, amely jelenleg ugyanazon kataklizmikus folyamatokon megy keresztül, mint a Naprendszer ifjúkorában. Abban az időben, amikor a hold krátereinek legnagyobb részét elérte, a Föld óceánjaiban megszerezte a vizet, és az élet kedvező feltételei a bolygónkat elhelyeztük. ”
Jelenleg további vizsgálatokat kell végezni erre a szomszédos csillagrendszerre annak érdekében, hogy többet megtudhassanak annak szerkezetéről és megerősítsék több bolygó létezését. Várható, hogy a következő generációs műszerek - például a James Webb Űrtávcső, amelyet 2018 októberében indítanak el - bevezetése rendkívül hasznos lesz ebben a tekintetben.
„Ennek az útnak a végén a díj az, hogy megértsük az Epsilon Eridani világon kívüli lemeze valódi szerkezetét, valamint annak kölcsönhatásait a rendszerét valószínűleg lakó bolygók csoportjával” - írta Marengo egy hírlevélben a projektről. "A SOFIA azzal az egyedülálló képességgel, hogy az infravörös fényt a száraz sztratoszférikus égboltban elfogja, a legközelebb esik az időgéphez, és egy közeli fiatal nap jelenlétének megfigyelésével feltárja a Föld ősi múltjának pillantását."
