إن الفلكيين مفتونون بنظام إبسيلون إريداني. أولاً ، هذا النظام النجمي قريب جدًا من نظامنا ، على مسافة حوالي 10.5 سنة ضوئية من النظام الشمسي. ثانيًا ، من المعروف منذ بعض الوقت أنه يحتوي على حزامين كويكبيين وقرص حطام كبير. وثالثًا ، اشتبه الفلكيون لسنوات عديدة في أن هذا النجم قد يكون لديه أيضًا نظام من الكواكب.
علاوة على كل ذلك ، أشارت دراسة جديدة أجراها فريق من علماء الفلك إلى أن إبسيلون إريداني قد يكون كما كان عليه نظامنا الشمسي خلال أيامه الأصغر. بالاعتماد على طائرة المرصد الستراتوسفيري لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA) التابع لناسا ، أجرى الفريق تحليلًا تفصيليًا للنظام أظهر كيف أن له بنية مشابهة بشكل ملحوظ لما يعتقد الفلك أن النظام الشمسي بدا عليه من قبل.
بقيادة الفريق كيت سو - الفلكي المشارك في مرصد ستيوارد في جامعة أريزونا - يضم الفريق باحثين وفلكيين من قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ولاية أيوا والمعهد الفيزيائي الفلكي والمرصد الجامعي في جامعة يينا (ألمانيا) ، ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا ومركز أبحاث أميس.
من أجل دراستهم - التي نشرت نتائجها في المجلة الفلكية تحت عنوان "توزيع الحطام الداخلي 25 AU في نظام Epsilon Eri" - اعتمد الفريق على البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق رحلة من SOFIA في يناير 2015. إلى جانب النمذجة التفصيلية والبحثية التي استمرت لسنوات ، تمكنوا من إجراء قرارات جديدة حول هيكل قرص الحطام.
كما لوحظ من قبل ، أشارت الدراسات السابقة لـ Epsilon Eridani إلى أن النظام محاط بحلقات تتكون من مواد هي في الأساس بقايا من عملية تكوين الكواكب. تتكون هذه الحلقات من الغاز والغبار ، ويُعتقد أنها تحتوي على العديد من الأجسام الصخرية والجليدية الصغيرة أيضًا - مثل حزام كويبر الخاص بالنظام الشمسي ، والذي يدور حول الشمس خارج نبتون.
وقد أشارت القياسات الدقيقة لحركة القرص أيضًا إلى أن كوكبًا له نفس كتلة كوكب المشتري يدور حول النجم على مسافة مماثلة لمسافة المشتري عن الشمس. ومع ذلك ، استنادًا إلى البيانات السابقة التي تم الحصول عليها بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا ، لم يتمكن العلماء من تحديد موضع المادة الدافئة داخل القرص - أي الغبار والغاز - مما أدى إلى ظهور نموذجين.
في واحدة ، تتركز المادة الدافئة في حلقتين ضيقتين من الحطام تدور حول النجم على مسافات مقابلة على التوالي حزام الكويكبات الرئيسي وأورانوس في نظامنا الشمسي. وفقًا لهذا النموذج ، من المرجح أن يرتبط أكبر كوكب في النظام بحزام حطام مجاور. في الجانب الآخر ، تكون المادة الدافئة في قرص عريض ، ولا تتركز في حلقات تشبه حزام الكويكبات ، ولا ترتبط بأي كواكب في المنطقة الداخلية.
باستخدام صور SOFIA الجديدة ، تمكنت سو وفريقها من تحديد أن المواد الدافئة حول إبسيلون إريداني مرتبة كما يوحي النموذج الأول. في الجوهر ، يوجد في حزام واحد ضيق على الأقل ، بدلاً من قرص مستمر واسع. كما أوضحت سو في بيان صحفي لوكالة ناسا:
"أتاحت لنا الدقة المكانية العالية لـ SOFIA جنبًا إلى جنب مع تغطية الطول الموجي الفريدة والنطاق الديناميكي المثير للإعجاب لكاميرا FORCAST حل الانبعاثات الدافئة حول eps Eri ، مما يؤكد النموذج الذي وضع المادة الدافئة بالقرب من مدار كوكب جوفيان. علاوة على ذلك ، هناك حاجة إلى كتلة كتلة كوكبية لإيقاف طبقة الغبار من المنطقة الخارجية ، على غرار دور نبتون في نظامنا الشمسي. إنه لأمر مثير للإعجاب حقا كيف يتم تجميع eps Eri ، وهو نسخة أصغر بكثير من نظامنا الشمسي ، مثل نظامنا. "
تم تحقيق هذه الملاحظات بفضل التلسكوبات على متن SOFIA ، التي يبلغ قطرها أكبر من Spitzer - 2.5 متر (100 بوصة) مقارنة بـ 0.85 متر (33.5 بوصة) من Spitzer. سمح ذلك بدقة أكبر بكثير ، والتي استخدمها الفريق لتمييز التفاصيل داخل نظام Epsilon Eridani التي كانت أصغر بثلاث مرات مما تم ملاحظته باستخدام بيانات Spitzer.
بالإضافة إلى ذلك ، استخدم الفريق كاميرا SOFIA القوية ذات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة - الكائن الخافت تحت أشعة الكاميرات لتلسكوب SOFIA (FORCAST). سمحت هذه الأداة للفريق بدراسة أقوى انبعاثات الأشعة تحت الحمراء القادمة من المادة الدافئة حول النجم والتي لا يمكن اكتشافها من قبل المراصد الأرضية - بأطوال موجية تتراوح بين 25-40 ميكرون.
تشير هذه الملاحظات أيضًا إلى أن نظام إبسيلون إريداني يشبه إلى حد كبير نظامنا ، وإن كان في شكل أصغر. بالإضافة إلى وجود أحزمة الكويكبات وقرص الحطام الذي يشبه الحزام الرئيسي وحزام كويبر ، يبدو أنه يحتوي على المزيد من الكواكب في انتظار العثور عليها داخل المسافات بينهما. على هذا النحو ، يمكن أن تساعد دراسة هذا النظام الفلكيين على تعلم أشياء عن تاريخ مجموعتنا الشمسية.
ماسيمو مارينغو أحد مؤلفي الدراسة ، وأستاذ مشارك بقسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ولاية أيوا. كما أوضح في بيان صحفي لجامعة أيوا:
"يستضيف هذا النجم نظامًا كوكبيًا يمر حاليًا بنفس العمليات الكارثية التي حدثت للنظام الشمسي في شبابه ، في الوقت الذي حصل فيه القمر على معظم فوهاته ، واكتسبت الأرض الماء في محيطاتها ، والظروف المواتية للحياة على كوكبنا. "
في الوقت الحالي ، يجب إجراء المزيد من الدراسات على نظام النجوم المجاورة من أجل معرفة المزيد عن هيكله وتأكيد وجود المزيد من الكواكب. ومن المتوقع أن يكون نشر أدوات الجيل التالي - مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، المقرر إطلاقه في أكتوبر 2018 - مفيدًا للغاية في هذا الصدد.
وكتب مارينجو في نشرة إخبارية عن المشروع "الجائزة في نهاية هذا الطريق هي فهم البنية الحقيقية لقرص إبسيلون إريداني خارج هذا العالم وتفاعلاته مع مجموعة من الكواكب التي تسكن نظامها على الأرجح". "SOFIA ، من خلال قدرتها الفريدة على التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء في سماء الستراتوسفير الجافة ، هي أقرب ما لدينا إلى آلة الزمن ، تكشف عن لمحة عن الماضي القديم للأرض من خلال مراقبة حاضر الشمس الصغيرة القريبة."
