Астрономи зачаровано захоплюються системою Епсілона Ерідані. Для одного, ця зіркова система знаходиться в безпосередній близькості до нашої, на відстані приблизно 10,5 світлових років від Сонячної системи. По-друге, вже деякий час відомо, що він містить два астероїдні пояси та великий диск сміття. І по-третє, астрономи протягом багатьох років підозрюють, що ця зірка також може мати систему планет.
Крім того, нове дослідження групи астрономів показало, що Епсілон Ерідані може бути таким, яким була наша власна Сонячна система в молодші дні. Спираючись на літак Стратосферної обсерваторії інфрачервоної астрономії (НАСА) НАСА, команда провела детальний аналіз системи, який показав, наскільки вона має архітектуру, надзвичайно схожу на ту, якою астроном вважає, що колись виглядала Сонячна система.
Під керівництвом Кейт Су - асоційованого астронома з Обсерваторією Стюарда в Арізонському університеті - команда включає дослідників та астрономів з кафедри фізики та астрономії Державного університету Айови, Астрофізичного інституту та Університетської обсерваторії при Університеті Єни (Німеччина) , та лабораторію реактивного руху NASA та дослідний центр Еймса.
Заради їх дослідження - результати якого були опубліковані в Астрономічний журнал під назвою "Внутрішнє розповсюдження 25 сміття в системі Epsilon Eri" - команда спиралася на дані, отримані під час польоту СОФІЯ в січні 2015 року. У поєднанні з детальним комп'ютерним моделюванням та дослідженнями, які тривали протягом багатьох років, вони змогли зробити нові визначення структури дискового сміття.
Як уже зазначалося, попередні дослідження Епсілона Ерідані показали, що система оточена кільцями, складеними з матеріалів, які в основному залишаються від процесу планетарного формування. Такі кільця складаються з газу і пилу, і, як вважається, вони містять і багато невеликих скельних і крижаних тіл - як власний Пояс Койпер Сонячної системи, який обертається нашим Сонцем за межами Нептуна.
Ретельне вимірювання руху диска також показало, що планета з майже такою ж масою, як Юпітер, обводить зірку на відстані, порівнянній з відстані Юпітера від Сонця. Однак, виходячи з попередніх даних, отриманих космічним телескопом Спітцера NASA, вчені не змогли визначити положення теплого матеріалу всередині диска - тобто пилу та газу - що породило дві моделі.
В одному теплий матеріал зосереджений на двох вузьких кільцях уламків, які обертаються навколо зірки на відстанях, відповідних відповідно Головному поясу астероїду та Урану в нашій Сонячній системі. Відповідно до цієї моделі, найбільша планета в системі, ймовірно, буде пов'язана з сусіднім поясом сміття. В іншому, теплий матеріал знаходиться в широкому диску, не зосереджений у астероїдних кільцях, схожих на пояси, і не пов'язаний з жодними планетами у внутрішній області.
Використовуючи нові зображення SOFIA, Су та її команда змогли визначити, що теплий матеріал навколо Епсілон Ерідані влаштований так, як пропонує перша модель. По суті, він знаходиться хоча б в одному вузькому поясі, а не в широкому суцільному диску. Як пояснив Су в прес-релізі NASA:
«Висока просторова роздільна здатність SOFIA у поєднанні з унікальним покриттям довжини хвилі та вражаючий динамічний діапазон камери FORCAST дозволили нам вирішити тепле випромінювання навколо eps Eri, підтвердивши модель, яка розмістила теплий матеріал біля орбіти планети Джовіан. Крім того, потрібен планетарний масовий об'єкт, щоб зупинити пил із зовнішньої зони, подібно до ролі Нептуна у нашій Сонячній системі. Дійсно вражає те, як eps Eri, набагато молодша версія нашої Сонячної системи, зібрана як наша ».
Ці спостереження стали можливими завдяки бортовим телескопам SOFIA, які мають більший діаметр, ніж Спіцер - 2,5 метри (100 дюймів) порівняно з 0,85 м (33,5 дюйма) Спіцера. Це дозволило отримати набагато більшу роздільну здатність, яку команда використовувала для виявлення деталей у системі Epsilon Eridani, які були втричі меншими, ніж те, що спостерігалося за допомогою даних Шпітцера.
Крім того, команда використовувала потужну інфрачервону камеру SOFIA - інфрачервону інфрачервону камеру для телескопа SOFIA (FORCAST). Цей інструмент дозволив команді вивчити найсильніші інфрачервоні викиди, що надходять від теплого матеріалу навколо зірки, які в іншому випадку не можна виявити наземними обсерваторіями - на довжині хвилі між 25-40 мкм.
Ці спостереження далі свідчать про те, що система Епсілона Ерідані дуже схожа на нашу, хоча і в молодшій формі. Окрім наявності астероїдних ременів та диска зі сміттям, схожого на наш Головний пояс та пояс Койпера, виявляється, що він, ймовірно, має більше планет, які чекають, що їх можна буде знайти в проміжках між ними. Таким чином, вивчення цієї системи може допомогти астрономам дізнатися про історію нашої Сонячної системи.
Массімо Маренго, один із співавторів дослідження, є доцентом кафедри фізики та астрономії Державного університету Айови. Як він пояснив у прес-релізі університету Айови:
"Ця зірка приймає планетарну систему, яка зараз переживає ті самі катаклізмні процеси, що відбувалися з Сонячною системою в молодості, в той час, коли Місяць здобув більшість своїх кратерів, Земля придбала воду в своїх океанах і умови, сприятливі для життя на нашій планеті були встановлені ».
На даний момент потрібно буде провести більше досліджень на цій сусідній системі зірок, щоб дізнатися більше про її будову та підтвердити існування більше планет. І очікується, що розгортання інструментів наступного покоління - як космічний телескоп Джеймса Вебба, запланований до запуску в жовтні 2018 року - буде надзвичайно корисним у цьому плані.
"Приз в кінці цієї дороги полягає в тому, щоб зрозуміти справжню структуру диска Епсілона Ерідані поза його світом та його взаємодію з когортою планет, які, можливо, заселять його систему", - написав Маренго в бюлетені про проект. "СОФІЯ, за своєю унікальною здатністю фіксувати інфрачервоне світло на сухому стратосферному небі, є найближчим до нас часом машиною, відкриваючи погляд на давнє минуле Землі, спостерігаючи за сучасністю молодого сонця".
