Los astrónomos están fascinados con el sistema Epsilon Eridani. Por un lado, este sistema estelar está muy cerca del nuestro, a una distancia de aproximadamente 10.5 años luz del Sistema Solar. En segundo lugar, se sabe desde hace algún tiempo que contiene dos cinturones de asteroides y un gran disco de escombros. Y tercero, los astrónomos han sospechado durante muchos años que esta estrella también puede tener un sistema de planetas.
Además de todo eso, un nuevo estudio realizado por un equipo de astrónomos ha indicado que Epsilon Eridani puede ser lo que era nuestro propio Sistema Solar durante sus días más jóvenes. Confiando en el avión del Observatorio Estratosférico de la NASA para Astronomía Infrarroja (SOFIA), el equipo realizó un análisis detallado del sistema que mostró cómo tiene una arquitectura notablemente similar a lo que los astrónomos creen que alguna vez fue el Sistema Solar.
Dirigido por Kate Su, astrónoma asociada del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, el equipo incluye investigadores y astrónomos del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Iowa, el Instituto Astrofísico y el Observatorio Universitario de la Universidad de Jena (Alemania) y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el Centro de Investigación Ames.
Por el bien de su estudio, cuyos resultados se publicaron en El diario astronómico bajo el título "La distribución interna de escombros de 25 UA en el sistema Epsilon Eri" - el equipo se basó en los datos obtenidos por un vuelo de SOFIA en enero de 2015. Combinados con modelado por computadora detallado e investigación que se prolongó durante años, pudieron realizar nuevas determinaciones sobre la estructura del disco de escombros.
Como ya se señaló, estudios previos de Epsilon Eridani indicaron que el sistema está rodeado de anillos formados por materiales que son básicamente restos del proceso de formación planetaria. Dichos anillos consisten en gas y polvo, y se cree que también contienen muchos pequeños cuerpos rocosos y helados, como el Cinturón de Kuiper del Sistema Solar, que orbita nuestro Sol más allá de Neptuno.
Las mediciones cuidadosas del movimiento del disco también han indicado que un planeta con casi la misma masa que Júpiter rodea la estrella a una distancia comparable a la distancia de Júpiter desde el Sol. Sin embargo, según los datos anteriores obtenidos por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, los científicos no pudieron determinar la posición del material caliente dentro del disco, es decir, el polvo y el gas, que dieron lugar a dos modelos.
En uno, el material cálido se concentra en dos anillos estrechos de escombros que orbitan la estrella a distancias que corresponden respectivamente al Cinturón principal de asteroides y a Urano en nuestro Sistema Solar. Según este modelo, el planeta más grande del sistema probablemente estaría asociado con un cinturón de escombros adyacente. En el otro, el material caliente se encuentra en un disco ancho, no se concentra en anillos con forma de cinturón de asteroides y no está asociado con ningún planeta en la región interna.
Utilizando las nuevas imágenes de SOFIA, Su y su equipo pudieron determinar que el material cálido alrededor de Epsilon Eridani está organizado como sugiere el primer modelo. En esencia, está en al menos un cinturón estrecho, en lugar de en un disco amplio y continuo. Como explicó Su en un comunicado de prensa de la NASA:
"La alta resolución espacial de SOFIA combinada con la cobertura de longitud de onda única y el impresionante rango dinámico de la cámara FORCAST nos permitió resolver la emisión cálida alrededor de eps Eri, confirmando el modelo que localizó el material cálido cerca de la órbita del planeta joviano. Además, se necesita un objeto de masa planetaria para detener la capa de polvo de la zona exterior, similar al papel de Neptuno en nuestro sistema solar. Realmente es impresionante cómo eps Eri, una versión mucho más joven de nuestro sistema solar, se combina como la nuestra ”.
Estas observaciones fueron posibles gracias a los telescopios a bordo de SOFIA, que tienen un diámetro mayor que Spitzer: 2.5 metros (100 pulgadas) en comparación con los 0.85 m (33.5 pulgadas) de Spitzer. Esto permitió una resolución mucho mayor, que el equipo utilizó para discernir detalles dentro del sistema Epsilon Eridani que eran tres veces más pequeños que lo que se había observado utilizando los datos de Spitzer.
Además, el equipo utilizó la potente cámara de infrarrojo medio de SOFIA: la cámara infrarroja de objeto débil para el telescopio SOFIA (FORCAST). Este instrumento permitió al equipo estudiar las emisiones infrarrojas más fuertes provenientes del material cálido alrededor de la estrella, que de otra manera no serían detectables por los observatorios terrestres, a longitudes de onda entre 25-40 micras.
Estas observaciones indican además que el sistema Epsilon Eridani es muy parecido al nuestro, aunque en forma más joven. Además de tener cinturones de asteroides y un disco de escombros que es similar a nuestro cinturón principal y al cinturón de Kuiper, parece que es probable que haya más planetas esperando a ser encontrados dentro de los espacios intermedios. Como tal, el estudio de este sistema podría ayudar a los astrónomos a aprender cosas sobre la historia de nuestro propio Sistema Solar.
Massimo Marengo, uno de los coautores del estudio, es profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Iowa. Como explicó en un comunicado de prensa de la Universidad de Iowa:
“Esta estrella alberga un sistema planetario que actualmente experimenta los mismos procesos cataclísmicos que le sucedieron al sistema solar en su juventud, en el momento en que la luna ganó la mayoría de sus cráteres, la Tierra adquirió el agua en sus océanos y las condiciones favorables para la vida en nuestro planeta se establecieron ".
Por el momento, se necesitarán más estudios en este sistema de estrellas vecinas para aprender más sobre su estructura y confirmar la existencia de más planetas. Y se espera que el despliegue de instrumentos de próxima generación, como el James Webb Space Telescope, programado para su lanzamiento en octubre de 2018, sea extremadamente útil en ese sentido.
"El premio al final de este camino es comprender la verdadera estructura del disco fuera de este mundo de Epsilon Eridani y sus interacciones con la cohorte de planetas que probablemente habitan en su sistema", escribió Marengo en un boletín sobre el proyecto. "SOFIA, por su capacidad única de capturar luz infrarroja en el cielo seco estratosférico, es lo más cercano que tenemos a una máquina del tiempo, revelando una visión del pasado antiguo de la Tierra al observar el presente de un joven sol cercano".
