Ahli astronomi terpesona dengan sistem Epsilon Eridani. Pertama, sistem bintang ini dekat dengan sistem kita, pada jarak sekitar 10.5 tahun cahaya dari Sistem Suria. Kedua, telah lama diketahui bahawa ia mengandungi dua tali pinggang asteroid dan cakera serpihan yang besar. Dan ketiga, ahli astronomi telah menduga selama bertahun-tahun bahawa bintang ini mungkin juga mempunyai sistem planet.
Di atas semua itu, kajian baru oleh pasukan ahli astronomi telah menunjukkan bahawa Epsilon Eridani mungkin seperti Sistem Tata Surya kita sendiri ketika zaman muda. Dengan bergantung pada pesawat Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) NASA, pasukan ini melakukan analisis terperinci mengenai sistem yang menunjukkan bagaimana ia mempunyai seni bina yang sangat mirip dengan apa yang dipercayai oleh ahli astronomi Sistem Suria.
Diketuai oleh Kate Su - Ahli Astronomi Bersekutu dengan Steward Observatory di University of Arizona - pasukan itu merangkumi penyelidik dan ahli astronomi dari Jabatan Fizik & Astronomi Universiti Negeri Iowa, Institut Astrofizik dan Observatori Universiti di Universiti Jena (Jerman) , dan Makmal Jet Propulsion NASA dan Pusat Penyelidikan Ames.
Demi kajian mereka - hasilnya diterbitkan dalam Jurnal Astronomi di bawah tajuk "Penyebaran Serpihan AU 25 AU dalam Sistem Epsilon Eri" - pasukan bergantung pada data yang diperoleh oleh penerbangan SOFIA pada bulan Januari 2015. Digabungkan dengan pemodelan dan penyelidikan komputer terperinci yang berlangsung selama bertahun-tahun, mereka dapat membuat penentuan baru mengenai struktur cakera serpihan.
Seperti yang telah disebutkan, kajian Epsilon Eridani sebelumnya menunjukkan bahawa sistem ini dikelilingi oleh cincin yang terdiri dari bahan-bahan yang pada dasarnya merupakan sisa dari proses pembentukan planet. Cincin seperti itu terdiri daripada gas dan habuk, dan dipercayai mengandungi banyak badan berbatu dan berais kecil - seperti Sabuk Kuiper Tata Surya sendiri, yang mengorbit Matahari kita di luar Neptunus.
Pengukuran gerakan cakera dengan teliti juga menunjukkan bahawa sebuah planet dengan jisim hampir sama dengan Musytari mengelilingi bintang pada jarak yang setanding dengan jarak Musytari dari Matahari. Namun, berdasarkan data sebelumnya yang diperoleh oleh Spitzer Space Telescope NASA, para saintis tidak dapat menentukan kedudukan bahan hangat di dalam cakera - iaitu debu dan gas - yang menimbulkan dua model.
Dalam satu, bahan hangat dipusatkan ke dalam dua gelang serpihan sempit yang mengorbit bintang pada jarak yang masing-masing sesuai dengan tali pinggang Asteroid Utama dan Uranus di Sistem Suria kita. Menurut model ini, planet terbesar dalam sistem kemungkinan akan dikaitkan dengan tali pinggang serpihan yang berdekatan. Yang lain, bahan hangat berada dalam cakera lebar, tidak tertumpu ke dalam cincin seperti tali pinggang asteroid, dan tidak dikaitkan dengan planet di kawasan dalam.
Dengan menggunakan gambar SOFIA baru, Su dan pasukannya dapat menentukan bahawa bahan hangat di sekitar Epsilon Eridani disusun seperti yang dicadangkan oleh model pertama. Pada dasarnya, ia berada dalam sekurang-kurangnya satu tali pinggang sempit, bukan pada cakera berterusan yang luas. Seperti yang dijelaskan Su dalam siaran akhbar NASA:
"Resolusi spatial tinggi SOFIA digabungkan dengan liputan panjang gelombang yang unik dan julat dinamik yang mengagumkan dari kamera FORCAST membolehkan kami menyelesaikan pelepasan panas di sekitar eps Eri, mengesahkan model yang menempatkan bahan hangat di dekat orbit planet Jovian. Tambahan pula, objek jisim planet diperlukan untuk menghentikan kepingan debu dari zon luar, serupa dengan peranan Neptunus dalam sistem suria kita. Ia sangat mengagumkan bagaimana eps Eri, versi suria kita yang jauh lebih muda, disatukan seperti sistem kita. "
Pemerhatian ini dimungkinkan berkat teleskop on-board SOFIA, yang memiliki diameter lebih besar daripada Spitzer - 2,5 meter (100 inci) dibandingkan dengan Spitzer 0,85 m (33,5 inci). Ini memungkinkan untuk resolusi yang jauh lebih besar, yang digunakan tim untuk mengetahui perincian dalam sistem Epsilon Eridani yang tiga kali lebih kecil daripada yang diperhatikan menggunakan data Spitzer.
Di samping itu, pasukan menggunakan kamera inframerah pertengahan SOFIA yang kuat - Faint Object infraRed CAmera untuk Teleskop SOFIA (FORCAST). Instrumen ini membolehkan pasukan mengkaji pelepasan inframerah terkuat yang berasal dari bahan hangat di sekitar bintang yang sebaliknya tidak dapat dikesan oleh pemerhatian darat - pada panjang gelombang antara 25-40 mikron.
Pemerhatian ini menunjukkan bahawa sistem Epsilon Eridani serupa dengan sistem kita sendiri, walaupun dalam bentuk yang lebih muda. Selain mempunyai tali pinggang asteroid dan cakera serpihan yang serupa dengan tali pinggang utama dan tali pinggang Kuiper kami, nampaknya ia mempunyai lebih banyak planet yang menunggu untuk dijumpai di ruang antara. Oleh itu, kajian mengenai sistem ini dapat membantu para astronom mempelajari pelbagai perkara mengenai sejarah Sistem Suria kita sendiri.
Massimo Marengo, salah seorang pengarang bersama kajiannya, adalah Profesor Madya dengan Jabatan Fizik & Astronomi di Universiti Negeri Iowa. Seperti yang dijelaskannya dalam siaran akhbar University of Iowa:
"Bintang ini menjadi tuan rumah sistem planet yang saat ini mengalami proses bencana yang sama yang terjadi pada sistem suria pada masa mudanya, pada saat bulan memperoleh sebagian besar kawahnya, Bumi memperoleh air di lautannya, dan keadaan yang baik untuk kehidupan di planet kita telah ditetapkan. "
Pada masa ini, lebih banyak kajian perlu dilakukan mengenai sistem bintang jiran ini untuk mengetahui lebih lanjut mengenai strukturnya dan mengesahkan adanya lebih banyak planet. Dan diharapkan penyebaran instrumen generasi berikutnya - seperti Teleskop Angkasa James Webb, yang dijadualkan dilancarkan pada bulan Oktober 2018 - akan sangat membantu dalam hal ini.
"Hadiah di hujung jalan ini adalah untuk memahami struktur sebenar cakera Epsilon Eridani di luar dunia ini, dan interaksinya dengan kumpulan planet yang mungkin mendiami sistemnya," tulis Marengo dalam buletin mengenai projek itu. "SOFIA, dengan kemampuannya yang unik untuk menangkap cahaya inframerah di langit stratosfera kering, adalah yang paling dekat dengan mesin waktu, yang mengungkapkan sekilas masa lalu bumi kuno dengan mengamati adanya matahari muda yang berdekatan."
