Астрономите са очаровани от системата Епсилон Еридани. От една страна, тази звездна система е в непосредствена близост до нашата собствена, на разстояние около 10,5 светлинни години от Слънчевата система. Второ, от известно време е известно, че съдържа два астероидни колана и голям диск за отломки. И трето, астрономите от много години подозират, че тази звезда може да има и система от планети.
На всичкото отгоре ново проучване на екип от астрономи показа, че Епсилон Еридани може би е това, което беше нашата Слънчева система през по-младите си дни. Разчитайки на самолета Стратосферна обсерватория за инфрачервена астрономия (НАФИЯ) на НАСА, екипът направи подробен анализ на системата, който показа как тя има архитектура, забележително подобна на тази, която астрономът смята, че някога изглеждаше Слънчевата система.
Воден от Кейт Су - асоцииран астроном с обсерваторията Стюард в Университета в Аризона - екипът включва изследователи и астрономи от катедрата по физика и астрономия на държавния университет в Айова, Астрофизическия институт и Университетската обсерватория към Университета в Йена (Германия) и лаборатория за реактивни двигатели на НАСА и изследователски център на Еймс.
Заради тяхното проучване - резултатите от които бяха публикувани в The Astronomical Journal под заглавието „Вътрешното разпространение на отпадъци от 25 AU в системата Epsilon Eri“ - екипът разчита на данни, получени при полет на СОФИЯ през януари 2015 г. В комбинация с подробно компютърно моделиране и изследвания, продължили години, те успяха да направят нови определения за структурата на дисковете за отломки.
Както вече беше отбелязано, предишни проучвания на Epsilon Eridani сочат, че системата е заобиколена от пръстени, съставени от материали, които в основата си остават от процеса на планетарно формиране. Такива пръстени се състоят от газ и прах и се смята, че съдържат и много малки скалисти и ледени тела - като собствения пояс на Койпер на Слънчевата система, който обикаля около Слънцето ни отвъд Нептун.
Внимателните измервания на движението на диска също показват, че планета с почти същата маса като Юпитер обикаля звездата на разстояние, сравнимо с разстоянието на Юпитер от Слънцето. Въпреки това, въз основа на предходни данни, получени от космическия телескоп „Спицер“ на НАСА, учените не можаха да определят положението на топъл материал в диска - т.е. праха и газа - което доведе до два модела.
В едно топъл материал е концентриран в два тесни пръстена от отломки, които обикалят около звездата на разстояния, съответстващи съответно на Главния астероиден пояс и Уран в нашата Слънчева система. Според този модел най-голямата планета в системата вероятно ще бъде свързана със съседен колан за отломки. От друга страна, топлият материал е в широк диск, не е концентриран в астероидни пръстени, подобни на колани, и не е свързан с никакви планети във вътрешната област.
Използвайки новите изображения на SOFIA, Су и нейният екип успяха да определят, че топлият материал около Epsilon Eridani е подреден така, както предполага първият модел. По същество той е в поне един тесен колан, а не в широк непрекъснат диск. Както Су обясни в прессъобщението на НАСА:
„Високата пространствена разделителна способност на SOFIA, комбинирана с уникалното покритие на дължината на вълната и впечатляващият динамичен диапазон на камерата FORCAST, ни позволи да разрешим топлото излъчване около eps Eri, потвърждавайки модела, който е разположил топлия материал в близост до орбитата на планетата Джовиан. Освен това е необходим планетен масов обект, който да спре листата прах от външната зона, подобно на ролята на Нептун в нашата Слънчева система. Наистина е впечатляващо как eps Eri, много по-млада версия на нашата слънчева система, се събира като нашата. “
Тези наблюдения станаха възможно благодарение на бордовите телескопи на SOFIA, които имат по-голям диаметър от Spitzer - 2,5 метра (100 инча) в сравнение с 0,85 m (33,5 инча) на Spitzer. Това даде възможност за далеч по-голяма разделителна способност, която екипът използва за откриване на подробности в системата Epsilon Eridani, които са три пъти по-малки от това, което е било наблюдавано с помощта на данните на Spitzer.
В допълнение, екипът използва мощната средно-инфрачервена камера на SOFIA - инфрачервената инфрачервена камера за слаб обект за телескопа SOFIA (FORCAST). Този инструмент позволи на екипа да проучи най-силните инфрачервени емисии, идващи от топлия материал около звездата, които иначе не могат да бъдат открити от наземните обсерватории - с дължина на вълната между 25-40 микрона.
Тези наблюдения освен това показват, че системата Epsilon Eridani е много подобна на нашата собствена, макар и в по-млада форма. Освен че има астероидни колани и диск за отломки, който е подобен на нашия Основен и Куйперски пояс, изглежда, че вероятно има още планети, които чакат да бъдат намерени в пространствата между тях. Като такова, изучаването на тази система би могло да помогне на астрономите да научат неща за историята на нашата Слънчева система.
Масимо Маренго, един от съавторите на проучването, е доцент в катедрата по физика и астрономия на държавния университет в Айова. Както той обясни в прессъобщение на университета в Айова:
„Тази звезда е домакин на планетна система, която понастоящем претърпява същите катаклизмични процеси, които се случват със Слънчевата система през младостта й, по времето, когато Луната придобива повечето си кратери, Земята придобива водата в океаните си и условията, благоприятни за живота на нашата планета бяха настроени. "
В момента ще трябва да се проведат още проучвания върху тази съседна система звезди, за да научите повече за нейната структура и да потвърдите съществуването на повече планети. И се очаква внедряването на инструменти от ново поколение - като космическия телескоп James Webb, планирано да бъде пуснато на пазара през октомври 2018 г. - ще бъде изключително полезно в това отношение.
„Наградата в края на този път е да разберем истинската структура на външния диск на Епсилон Еридани и взаимодействията му с кохортата планети, вероятно населяващи нейната система“, пише Маренго в бюлетин за проекта. „СОФИЯ, чрез уникалната си способност да улавя инфрачервена светлина в сухото стратосферно небе, е най-близката до времето на машина, разкриваща поглед върху древното минало на Земята, като наблюдава настоящето на близкото младо слънце.“
