Astronomii sunt fascinați de sistemul Epsilon Eridani. Pentru unul, acest sistem stelar se află în imediata apropiere a noastră, la o distanță de aproximativ 10,5 ani-lumină de Sistemul Solar. În al doilea rând, se știe de ceva timp că conține două centuri de asteroizi și un disc mare de resturi. Și în al treilea rând, astronomii au bănuit de mulți ani că această stea poate avea și un sistem de planete.
Pe lângă toate acestea, un nou studiu realizat de o echipă de astronomi a indicat că Epsilon Eridani poate fi cum a fost propriul nostru sistem solar în zilele sale tinere. Bazându-se pe aeronava Observatorului Stratosferic al NASA pentru astronomia infraroșie (SOFIA), echipa a efectuat o analiză detaliată a sistemului care a arătat cum are o arhitectură remarcabil de asemănătoare cu ceea ce cred astăzi astronomul.
Condusă de Kate Su - o astronomă asociată cu Steward Observatory la Universitatea din Arizona - echipa include cercetători și astronomi de la Departamentul de Fizică și Astronomie al Universității de Stat din Iowa, Institutul de Astrofizică și Observatorul Universității de la Universitatea din Jena (Germania) și Laboratorul de Propulsie Jet de la NASA și Centrul de Cercetare Ames.
De dragul studiului lor - ale cărui rezultate au fost publicate în The Astronomical Journal sub titlul „Distribuția de deșeuri interne 25 AU în sistemul Epsilon Eri” - echipa s-a bazat pe datele obținute de către un zbor al SOFIA în ianuarie 2015. Combinate cu modelarea și cercetarea computerizată detaliată, care au continuat ani de zile, au reușit să facă noi determinări cu privire la structura discului de resturi.
După cum sa menționat deja, studiile anterioare ale Epsilon Eridani au indicat că sistemul este înconjurat de inele formate din materiale care sunt practic rămase din procesul de formare a planetei. Astfel de inele constă în gaz și praf și se crede că conțin și multe corpuri mici stâncoase și gheață - cum ar fi Centura Kuiper a sistemului solar, care orbitează Soarele nostru dincolo de Neptun.
Măsurările atente ale mișcării discului au indicat, de asemenea, că o planetă cu aproape aceeași masă ca Jupiter înconjoară steaua la o distanță comparabilă cu distanța lui Jupiter față de Soare. Cu toate acestea, pe baza datelor obținute anterior de Telescopul spațial Spitzer de la NASA, oamenii de știință nu au putut determina poziția materialului cald pe disc - adică praful și gazul - care au dat naștere la două modele.
Într-unul, materialul cald este concentrat în două inele înguste de resturi care orbitează steaua la distanțe corespunzătoare, respectiv, centurii de asteroizi principale și Uranus din sistemul nostru solar. Conform acestui model, cea mai mare planetă din sistem ar fi probabil asociată cu o centură de moloz adiacentă. În cealaltă parte, materialul cald se află pe un disc larg, nu este concentrat în inele asemănătoare cu centura asteroidelor și nu este asociat cu planete din regiunea interioară.
Folosind noile imagini SOFIA, Su și echipa sa au putut determina că materialul cald din jurul Epsilon Eridani este aranjat așa cum sugerează primul model. În esență, se află în cel puțin o centură îngustă, mai degrabă decât într-un disc continuu larg. După cum a explicat Su într-un comunicat de presă al NASA:
„Rezoluția spațială ridicată a SOFIA combinată cu acoperirea unică a lungimii de undă și cu o gamă dinamică impresionantă a camerei FORCAST ne-a permis să rezolvăm emisiile calde din jurul eps Eri, confirmând modelul care a localizat materialul cald lângă orbita planetei Joviene. Mai mult, este necesar un obiect de masă planetară pentru a opri foaia de praf din zona exterioară, similar rolului lui Neptun în sistemul nostru solar. Este într-adevăr impresionant modul în care eps Eri, o versiune mult mai tânără a sistemului nostru solar, este alcătuită ca a noastră. "
Aceste observații au fost posibile datorită telescoapelor de bord ale SOFIA, care au un diametru mai mare decât Spitzer - 2,5 metri (100 inci) comparativ cu 0,85 m (33,5 inci) Spitzer. Aceasta a permis o rezoluție mult mai mare, pe care echipa o folosea pentru a discerne detaliile din sistemul Epsilon Eridani, care erau de trei ori mai mici decât cele observate folosind datele Spitzer.
În plus, echipa a folosit și puternica cameră foto infraroșu SOFIA - CAmera FaR Object infraRed pentru telescopul SOFIA (FORCAST). Acest instrument a permis echipei să studieze cele mai puternice emisii infraroșii provenite din materialul cald din jurul stelei, care altfel sunt nedetectabile de către observatoarele de la sol - la lungimi de undă cuprinse între 25-40 microni.
Aceste observații indică în plus faptul că sistemul Epsilon Eridani este asemănător cu al nostru, deși sub formă mai tânără. Pe lângă faptul că are centuri de asteroizi și un disc de resturi care este similar cu Centura noastră principală și Centura Kuiper, se pare că probabil are mai multe planete care așteaptă să fie găsite în spațiile dintre. Ca atare, studiul acestui sistem ar putea ajuta astronomii să învețe lucruri despre istoria propriului nostru sistem solar.
Massimo Marengo, unul dintre co-autorii studiului, este profesor asociat la Departamentul de Fizică și Astronomie al Universității de Stat din Iowa. După cum a explicat într-un comunicat de presă al Universității din Iowa:
„Această stea găzduiește un sistem planetar care suferă în prezent aceleași procese cataclismice care i s-au întâmplat sistemului solar în tinerețe, în momentul în care luna a câștigat cea mai mare parte a craterelor sale, Pământul a dobândit apa în oceanele sale și condițiile favorabile vieții pe planeta noastră au fost așezate. ”
În acest moment, va trebui să fie efectuate mai multe studii pe acest sistem de stele vecine pentru a afla mai multe despre structura sa și pentru a confirma existența mai multor planete. Și este de așteptat ca desfășurarea de instrumente de nouă generație - precum Telescopul spațial James Webb, programat pentru lansare în octombrie 2018 - să fie extrem de util în această privință.
„Premiul de la sfârșitul acestui drum este să înțelegem adevărata structură a discului din afara lumii lui Epsilon Eridani și interacțiunile sale cu cohorta de planete care probabil locuiesc în sistemul său”, a scris Marengo într-un buletin informativ despre proiect. „SOFIA, prin abilitatea sa unică de a capta lumina infraroșie în cerul stratosferic uscat, este cea mai apropiată de o mașină a timpului, dezvăluind o strălucire a trecutului antic al Pământului prin observarea prezentului unui soare tânăr din apropiere.”
