Astronomové jsou pochopitelně fascinováni systémem Epsilon Eridani. Za prvé, tento hvězdný systém je v těsné blízkosti našeho vlastního, ve vzdálenosti asi 10,5 světelných let od sluneční soustavy. Za druhé je již nějakou dobu známo, že obsahuje dva asteroidní pásy a velký disk s troskami. A zatřetí, astronomové již mnoho let předpokládali, že tato hvězda může mít také systém planet.
Kromě toho nová studie týmu astronomů naznačila, že Epsilon Eridani může být tím, čím byla naše vlastní sluneční soustava během svých mladších dnů. Tým se opíral o letadlo NASA Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) a provedl podrobnou analýzu systému, která ukázala, jak má architektura pozoruhodně podobná tomu, jak astronom věří, že kdysi sluneční soustava vypadala.
V čele s Kate Su - přidruženým astronomem se stewardskou observatoří na univerzitě v Arizoně - tým zahrnuje výzkumné pracovníky a astronomy z katedry fyziky a astronomie Státní univerzity v Iowě, astrofyzikálního ústavu a univerzitní observatoře na univerzitě v Jeně (Německo). a NASA Jet Propulsion Laboratory a Ames Research Center.
Pro účely své studie - jejíž výsledky byly zveřejněny v roce 2007 The Astronomical Journal pod názvem „Distribuce Debris Inner 25 AU v systému Epsilon Eri“ - tým spoléhal na data získaná letem SOFIA v lednu 2015. V kombinaci s podrobným počítačovým modelováním a výzkumem, který probíhal celá léta, byli schopni provést nová stanovení struktury disku suti.
Jak již bylo uvedeno, předchozí studie Epsilon Eridani naznačily, že systém je obklopen prstenci složenými z materiálů, které jsou v podstatě zbytky z procesu planetární tvorby. Takové prsteny sestávají z plynu a prachu a věří se, že obsahují také mnoho malých skalnatých a ledových těles - jako Kuiperův pás Sluneční soustavy, který obíhá kolem našeho Slunce za Neptunem.
Pečlivá měření pohybu disku také ukázala, že planeta s téměř stejnou hmotností jako Jupiter obíhá hvězdu ve vzdálenosti srovnatelné s Jupiterovou vzdáleností od Slunce. Na základě předchozích údajů získaných pomocí kosmického dalekohledu NASA Spitzer Space Telescope však vědci nedokázali určit polohu horkého materiálu uvnitř disku - tj. Prachu a plynu - což vedlo ke vzniku dvou modelů.
V jednom je teplý materiál koncentrován do dvou úzkých kruhů úlomků, které obíhají kolem hvězdy ve vzdálenosti odpovídající hlavnímu asteroidnímu pásu a Uranu v naší sluneční soustavě. Podle tohoto modelu by největší planeta v systému byla pravděpodobně spojena se sousedním pásem suti. Na druhé straně je teplý materiál v širokém disku, nekoncentruje se na asteroidní pásové prstence a není spojen s žádnými planetami ve vnitřní oblasti.
Na základě nových obrázků SOFIA dokázala Su a její tým určit, že teplý materiál kolem Epsilon Eridani je uspořádán jako první model. V podstatě je to v alespoň jednom úzkém pásu, spíše než v širokém souvislém disku. Jak vysvětlil Su v tiskové zprávě NASA:
„Vysoké prostorové rozlišení SOFIA v kombinaci s jedinečným pokrytím vlnovou délkou a působivým dynamickým rozsahem kamery FORCAST nám umožnilo vyřešit teplou emisi kolem eps Eri, což potvrdilo model, který umístil teplý materiál poblíž orbity planety Jovian. Kromě toho je zapotřebí planetový hmotový objekt, který zastaví vrstvu prachu z vnější zóny, podobně jako Neptunova role v naší sluneční soustavě. Je opravdu působivé, jak eps Eri, mnohem mladší verze naší sluneční soustavy, je sestavena jako ta naše. “
Tato pozorování byla umožněna díky palubním dalekohledům SOFIA, které mají větší průměr než Spitzer - 2,5 metru (100 palců) ve srovnání s 0,85 m (33,5 palce) Spitzeru. To umožnilo mnohem větší rozlišení, které tým používal k rozeznání detailů v systému Epsilon Eridani, které byly třikrát menší než to, co bylo pozorováno pomocí dat Spitzer.
Kromě toho tým využil výkonnou střední infračervenou kameru SOFIA - Faint Object infraRed CAmera pro teleskop SOFIA (FORCAST). Tento nástroj umožnil týmu studovat nejsilnější infračervené emise přicházející z teplého materiálu kolem hvězdy, které jsou jinak nezjistitelné pozemními observatořími - na vlnových délkách mezi 25-40 mikrony.
Tato pozorování dále ukazují, že systém Epsilon Eridani je velmi podobný našemu, byť v mladší podobě. Kromě toho, že máme asteroidní pásy a disk s troskami, který je podobný našemu hlavnímu pásu a kuiperskému pásu, zdá se, že pravděpodobně mezi planetami čeká na nalezení více planet. Studie tohoto systému by proto mohla astronomům pomoci dozvědět se něco o historii naší vlastní sluneční soustavy.
Massimo Marengo, jeden ze spoluautorů studie, je docentem na Katedře fyziky a astronomie na Iowské státní univerzitě. Jak vysvětlil v tiskové zprávě University of Iowa:
"Tato hvězda je hostitelem planetárního systému, který v současnosti prochází stejnými kataklyzmatickými procesy, jaké se staly slunečnímu systému v mládí, v době, kdy Měsíc získal většinu svých kráterů, Země získala vodu ve svých oceánech a podmínky příznivé pro život na naší planetě. “
V tuto chvíli bude třeba provést více studií na tomto systému sousedních hvězd, aby se dozvěděli více o jeho struktuře a potvrdili existenci více planet. Očekává se, že zavedení nástrojů příští generace - jako je James Webb Space Telescope, plánované na spuštění v říjnu roku 2018 - bude v tomto ohledu velmi užitečné.
"Cena na konci této cesty je pochopit skutečnou strukturu disku Epsilon Eridani mimo tento svět a jeho interakce s kohortou planet, které pravděpodobně obývají jeho systém," napsala Marengo o projektu. "SOFIA je díky své jedinečné schopnosti zachytit infračervené světlo na suché stratosférické obloze nejbližší stroj času, odhalující pohled na dávnou minulost Země pozorováním přítomnosti blízkého mladého slunce."
