Astronómovia sú pochopiteľne fascinovaní systémom Epsilon Eridani. Po prvé, tento hviezdny systém je v tesnej blízkosti nášho, vo vzdialenosti asi 10,5 svetelných rokov od slnečnej sústavy. Po druhé je už nejaký čas známe, že obsahuje dva asteroidové pásy a veľký disk s troskami. A po tretie, astronómovia už mnoho rokov podozrievajú, že táto hviezda môže mať aj systém planét.
Okrem toho nová štúdia tímu astronómov naznačila, že Epsilon Eridani môže byť tým, ako vyzerala naša vlastná slnečná sústava počas jej mladších dní. Tím sa opieral o stratosférické observatórium NASA pre infračervenú astronómiu (SOFIA). Tím vykonal podrobnú analýzu systému, ktorá ukázala, ako má architektúra pozoruhodne podobnú tomu, ako astronóm verí, že kedysi vyzerala slnečná sústava.
Vedená Kate Su - pridružená astronómka s Stewardovým observatóriom na University of Arizona - do tímu patria výskumníci a astronómovia z Katedry fyziky a astronómie Štátnej univerzity v Iowe, Astrofyzikálneho ústavu a univerzitného observatória na univerzite v Jene (Nemecko). , a laboratórium pre pohon pohonných hmôt NASA a výskumné stredisko Ames.
Kvôli štúdiu - výsledky ktorých boli uverejnené v The Astronomical Journal pod názvom „Distribúcia nečistôt v rámci 25 AU v systéme Epsilon Eri“ - tím sa spoliehal na údaje získané letom SOFIA v januári 2015. V kombinácii s podrobným počítačovým modelovaním a výskumom, ktorý prebiehal roky, boli schopní urobiť nové stanovenia štruktúry disku sutiny.
Ako už bolo uvedené, predchádzajúce štúdie Epsilon Eridani naznačili, že systém je obklopený prstencami vyrobenými z materiálov, ktoré v podstate zostávajú z procesu tvorby planét. Takéto prstene pozostávajú z plynu a prachu a predpokladá sa, že obsahujú aj mnoho malých skalnatých a ľadových telies - napríklad Kuiperov pás, ktorý obieha okolo Slnka za Neptúnom.
Dôkladné merania pohybu disku tiež naznačili, že planéta s takmer rovnakou hmotnosťou ako Jupiter obieha hviezdu vo vzdialenosti porovnateľnej s Jupiterovou vzdialenosťou od Slnka. Na základe predchádzajúcich údajov získaných Spitzerovým vesmírnym teleskopom agentúry NASA však vedci nedokázali určiť polohu teplého materiálu v disku - t. J. Prachu a plynu, čo viedlo k vzniku dvoch modelov.
V jednom je teplý materiál koncentrovaný do dvoch úzkych kruhov úlomkov, ktoré obiehajú okolo hviezdy vo vzdialenosti zodpovedajúcej hlavnému asteroidnému pásu a Uránu v našej slnečnej sústave. Podľa tohto modelu by najväčšia planéta v systéme bola pravdepodobne spojená so susedným pásom sutiny. Na druhej strane je teplý materiál v širokom disku, nekoncentruje sa na asteroidové pásikovité krúžky a nie je spojený so žiadnymi planétami vo vnútornej oblasti.
Pomocou nových obrázkov SOFIA sa Su a jej tím dokázali presvedčiť, že teplý materiál okolo Epsilon Eridani je usporiadaný tak, ako to naznačuje prvý model. V podstate je to aspoň v jednom úzkom páse, skôr ako v širokom súvislom disku. Ako Su vysvetlil v tlačovej správe NASA:
„Vysoké priestorové rozlíšenie SOFIA v kombinácii s jedinečným pokrytím vlnovou dĺžkou a pôsobivým dynamickým rozsahom kamery FORCAST nám umožnilo vyriešiť teplé emisie okolo eps Eri, čo potvrdilo model, ktorý umiestnil teplý materiál blízko orbity Jovianovej planéty. Ďalej je potrebný planétový hromadný objekt, ktorý zastaví vrstvu prachu z vonkajšej zóny, podobne ako úloha Neptúna v našej slnečnej sústave. Je skutočne pôsobivé, ako je eps Eri, oveľa mladšia verzia našej slnečnej sústavy, zostavená ako tá naša. “
Tieto pozorovania boli dosiahnuté vďaka zabudovaným teleskopom SOFIA, ktoré majú väčší priemer ako Spitzer - 2,5 metra (100 palcov) v porovnaní s 0,85 m (33,5 palca) Spitzera. To umožnilo oveľa väčšie rozlíšenie, ktoré tím použil na rozlíšenie detailov v systéme Epsilon Eridani, ktoré boli trikrát menšie, ako sa zistilo pri použití údajov Spitzer.
Tím navyše využil výkonnú strednú infračervenú kameru spoločnosti SOFIA - CAmera s slabým objektom pre Telescope SOFIA (FORCAST). Tento prístroj umožnil tímu študovať najsilnejšie infračervené emisie pochádzajúce z teplého materiálu okolo hviezdy, ktoré by inak neboli zistiteľné pozemnými observatóriami - pri vlnových dĺžkach 25 až 40 mikrónov.
Tieto pozorovania ďalej naznačujú, že systém Epsilon Eridani je veľmi podobný nášmu, aj keď v mladšej podobe. Zdá sa, že okrem toho, že máme asteroidové pásy a disk s troskami, ktorý je podobný nášmu hlavnému pásu a kuiperskému pásu, je možné nájsť viac planét v medzerách medzi nimi. Štúdium tohto systému by preto mohlo astronómom pomôcť dozvedieť sa niečo o histórii našej vlastnej slnečnej sústavy.
Massimo Marengo, jeden zo spoluautorov štúdie, je docentom na Katedre fyziky a astronómie na Iowskej štátnej univerzite. Ako vysvetlil v tlačovej správe univerzity v Iowe:
„Táto hviezda je hostiteľom planétového systému, ktorý v súčasnosti prechádza rovnakými kataklyzmatickými procesmi, aké sa vyskytli v jeho mladosti v čase, keď mesiac získal väčšinu svojich kráterov, Zem získala vodu v oceánoch a podmienky priaznivé pre život. na našej planéte. “
V tejto chvíli bude potrebné vykonať viac štúdií o tomto systéme susedných hviezd, aby sa dozvedeli viac o jeho štruktúre a potvrdili existenciu viacerých planét. Očakáva sa, že nasadenie nástrojov novej generácie - ako je napríklad James Webb Space Telescope, naplánované na spustenie v októbri 2018 - bude v tomto ohľade veľmi užitočné.
„Cenou na konci tejto cesty je porozumieť skutočnej štruktúre mimosvetového disku Epsilon Eridani a jeho interakciám s kohortou planét, ktoré pravdepodobne obývajú jeho systém,“ píše Marengo v denníku o projekte. „SOFIA je vďaka svojej jedinečnej schopnosti zachytávať infračervené svetlo na suchej stratosférickej oblohe najbližšie k stroju času, ktorý odhaľuje pohľad na starú minulosť Zeme pozorovaním prítomnosti blízkeho mladého slnka.“
