Gli astronomi sono comprensibilmente affascinati dal sistema Epsilon Eridani. Per uno, questo sistema stellare si trova nelle immediate vicinanze del nostro, a una distanza di circa 10,5 anni luce dal Sistema Solare. In secondo luogo, è noto da tempo che contiene due cinture di asteroidi e un grande disco di detriti. E terzo, gli astronomi hanno sospettato per molti anni che questa stella potrebbe anche avere un sistema di pianeti.
Inoltre, un nuovo studio condotto da un team di astronomi ha indicato che Epsilon Eridani potrebbe essere come era il nostro sistema solare durante i suoi giorni più giovani. Basandosi sull'osservatorio stratosferico della NASA per l'astronomia a infrarossi (SOFIA), il team ha condotto un'analisi dettagliata del sistema che ha mostrato come abbia un'architettura notevolmente simile a quella che gli astronomi ritengono che il sistema solare un tempo assomigliasse.
Guidato da Kate Su - un astronomo associato con l'Osservatorio Steward dell'Università dell'Arizona - il team comprende ricercatori e astronomi del Dipartimento di Fisica e Astronomia della Iowa State University, l'Astrophysical Institute e l'Osservatorio dell'Università dell'Università di Jena (Germania) e il Jet Propulsion Laboratory e il Centro ricerche Ames della NASA.
Per motivi di studio, i cui risultati sono stati pubblicati in The Astronomical Journal con il titolo "The Inner 25 AU Debris Distribution nel sistema Eriilon Eri" - il team si è basato sui dati ottenuti da un volo della SOFIA nel gennaio 2015. In combinazione con modelli dettagliati di computer e ricerche che sono andate avanti per anni, sono stati in grado di realizzare nuove determinazioni sulla struttura del disco di detriti.
Come già notato, studi precedenti di Epsilon Eridani hanno indicato che il sistema è circondato da anelli costituiti da materiali che sono sostanzialmente gli avanzi del processo di formazione planetaria. Tali anelli sono costituiti da gas e polvere e si ritiene che contengano anche molti piccoli corpi rocciosi e ghiacciati, come la Cintura di Kuiper del Sistema Solare, che orbita attorno al nostro Sole oltre Nettuno.
Un'attenta misurazione del movimento del disco ha anche indicato che un pianeta con quasi la stessa massa di Giove gira la stella a una distanza paragonabile alla distanza di Giove dal Sole. Tuttavia, sulla base dei dati precedenti ottenuti dallo Spitzer Space Telescope della NASA, gli scienziati non sono stati in grado di determinare la posizione del materiale caldo all'interno del disco, ovvero polvere e gas, che ha dato origine a due modelli.
In uno, il materiale caldo è concentrato in due sottili anelli di detriti che orbitano attorno alla stella a distanze corrispondenti rispettivamente alla Cintura di asteroidi principale e all'Urano nel nostro Sistema Solare. Secondo questo modello, il pianeta più grande del sistema sarebbe probabilmente associato a una cintura di detriti adiacente. Nell'altro, il materiale caldo si trova in un ampio disco, non è concentrato in anelli a forma di cintura di asteroidi e non è associato ad alcun pianeta nella regione interna.
Usando le nuove immagini SOFIA, Su e il suo team sono stati in grado di determinare che il materiale caldo intorno a Epsilon Eridani è organizzato come suggerisce il primo modello. In sostanza, è in almeno una cintura stretta, piuttosto che in un ampio disco continuo. Come Su ha spiegato in un comunicato stampa della NASA:
“L'elevata risoluzione spaziale di SOFIA combinata con l'esclusiva copertura della lunghezza d'onda e l'impressionante gamma dinamica della telecamera FORCAST ci hanno permesso di risolvere l'emissione calda attorno a eps Eri, confermando il modello che localizzava il materiale caldo vicino all'orbita del pianeta gioviano. Inoltre, è necessario un oggetto di massa planetaria per fermare il foglio di polvere dalla zona esterna, simile al ruolo di Nettuno nel nostro sistema solare. È davvero impressionante come eps Eri, una versione molto più giovane del nostro sistema solare, sia messa insieme come la nostra. ”
Queste osservazioni sono state rese possibili grazie ai telescopi di bordo di SOFIA, che hanno un diametro maggiore di Spitzer - 2,5 metri (100 pollici) rispetto agli 0,85 m (33,5 pollici) di Spitzer. Ciò ha permesso una risoluzione di gran lunga maggiore, che il team ha usato per discernere i dettagli all'interno del sistema Epsilon Eridani che erano tre volte più piccoli di quanto era stato osservato usando i dati di Spitzer.
Inoltre, il team ha utilizzato la potente fotocamera a infrarossi medi di SOFIA, il Faint Object con infrarossi CAmera per il SOFIA Telescope (FORCAST). Questo strumento ha permesso al team di studiare le emissioni di infrarossi più forti provenienti dal materiale caldo attorno alla stella che altrimenti non sono rilevabili dagli osservatori terrestri - a lunghezze d'onda comprese tra 25 e 40 micron.
Queste osservazioni indicano inoltre che il sistema Epsilon Eridani è molto simile al nostro, sebbene in forma più giovane. Oltre ad avere cinture di asteroidi e un disco di detriti simile alla nostra Cintura principale e alla Cintura di Kuiper, sembra che abbia probabilmente più pianeti in attesa di essere trovati negli spazi tra. Come tale, lo studio di questo sistema potrebbe aiutare gli astronomi a imparare cose sulla storia del nostro sistema solare.
Massimo Marengo, uno dei suoi co-autori dello studio, è professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Iowa State University. Come ha spiegato in un comunicato stampa dell'Università dello Iowa:
“Questa stella ospita un sistema planetario che sta attualmente subendo gli stessi processi cataclismici accaduti al sistema solare nella sua giovinezza, nel momento in cui la luna ha guadagnato la maggior parte dei suoi crateri, la Terra ha acquisito l'acqua nei suoi oceani e le condizioni favorevoli alla vita sul nostro pianeta erano ambientati. "
Al momento, saranno necessari ulteriori studi su questo sistema di stelle vicine per conoscere meglio la sua struttura e confermare l'esistenza di più pianeti. E si prevede che l'impiego di strumenti di prossima generazione - come James Webb Space Telescope, previsto per il lancio nell'ottobre 2018 - sarà estremamente utile in tal senso.
"Il premio alla fine di questa strada è comprendere la vera struttura del disco fuori dal mondo di Epsilon Eridani e le sue interazioni con la coorte di pianeti che probabilmente abitano il suo sistema", ha scritto Marengo in una newsletter sul progetto. "SOFIA, per la sua capacità unica di catturare la luce infrarossa nel secco cielo stratosferico, è il più vicino che abbiamo a una macchina del tempo, rivelando uno scorcio dell'antico passato della Terra osservando il presente di un giovane sole vicino."
