Por Matt Williams
Astrônomos estão fascinados com o sistema de Epsilon Eridani e com razão. Por um lado, este sistema estelar está em estreita proximidade com o nosso, a uma distância cerca de 10,5 anos-luz do Sistema Solar. Em segundo lugar, tem sido conhecido há algum tempo que ele contém dois cinturões de asteroides e um disco de detritos grandes. E em terceiro lugar, os astrônomos já suspeitavam há muitos anos que esta estrela também pode ter um sistema de planetas.
Acima de tudo isso, um novo estudo realizado por uma equipe de astrónomos indicou que Epsilon Eridani pode ser como o nosso próprio Sistema Solar era durante seus dias de juventude. Baseando-se na aeronave do sofia Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy - SOFIA) da NASA, a equipe realizou uma análise detalhada do sistema, que mostrou que ele tem uma arquitetura muito semelhante ao que os astrônomos acreditam que o Sistema Solar uma vez parecia.
Diagrama artístico que mostra a estrutura análoga do Sistema Eridani com o Sistema Solar. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Diagrama artístico que mostra a estrutura análoga do Sistema Eridani com o Sistema Solar. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Liderados por Kate Su - uma astrônoma associado com o Observatório Steward da Universidade do Arizona - a equipe inclui pesquisadores e astrônomos do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Estado de Iowa, o Instituto de Astrofísica e Observatório da Universidade de Jena (Alemanha) e o Jet Propulsion Laboratory e Ames Research Center da NASA.
Em seus estudos - cujos resultados foram publicados em The Astronomical Journal sob o título “The Inner 25 AU Debris Distribution in the Epsilon Eri System” - a equipe contou com dados obtidos do SOFIA, em Janeiro de 2015. Combinando modelos de computador detalhados e a pesquisa que durou anos, eles foram capazes de fazer novas determinações sobre a estrutura do disco de detritos.
Como já se referiu, os estudos anteriores do Eridani indicaram que o sistema está rodeado por anéis feitos de materiais que são basicamente sobras do processo de formação planetária. Tais anéis consistem de gás e poeira que acredita-se conter muitos pequenos corpos rochosos e gelados - como o Cinturão de Kuiper no Sistema Solar - que orbita o Sol além de Netuno.
Medidas cuidadosas do movimento do disco também indicaram que um planeta com quase a mesma massa que Júpiter circunda a estrela a uma distância comparável à distância de Júpiter ao Sol. No entanto, com base em dados anteriores obtidos pelo telescópio Spitzer da NASA, os cientistas não foram capazes de determinar a posição do material quente dentro do disco - ou seja, a poeira e gás - que deu origem a dois modelos.
No primeiro, o material quente é concentrado em dois anéis estreitos de detritos que orbitam a estrela a distâncias correspondentes, respectivamente, no principal cinturão de asteroides no nosso sistema solar. De acordo com este modelo, o maior planeta do sistema estaria provavelmente associado a uma cinturão adjacente de detritos. No segundo, o material quente não está concentrado em anéis no cinturão de asteroides, e não está associado com quaisquer planetas na região interna.
Aeronaves SOFIA da NASA antes de um voo em 2015 para observar uma estrela próxima. Crédito: Massimo Marengo.
Usando as novas imagens da SOFIA, Su e sua equipe foram capazes de determinar que o material quente em torno Epsilon Eridani é organizado como o primeiro modelo sugere. Em suma, o material é formado por um cinto estreito, em vez de um amplo disco contínuo. Como Su explicou em um comunicado da NASA à imprensa:
Estas observações foram feitas graças aos telescópios de Sofia, que têm um diâmetro maior do que Spitzer - 2,5 metros (100 polegadas) em comparação com os 0,85 m (33,5 polegadas) do Spitzer. Isto permitiu uma resolução muito maior, na qual a equipe usou para discernir detalhes dentro do sistema Epsilon Eridani que eram três vezes menor do que havia sido observado usando os dados do Spitzer.
Além disso, a equipe fez uso da poderosa câmera em infravermelho médio de SOFIA - ou Faint Object infraRed CAmera SOFIA Telescope (FORCAST). Este instrumento permitiu à equipe estudar as fortes emissões infravermelhas provenientes do material quente em torno da estrela que são, de outra maneira, indetectáveis por observatórios terrestres - com comprimentos de onda entre 25-40 microns.
A concepção deste artista do sistema Epsilon Eridani, o sistema estelar mais próximo de nós que estrutura se assemelha a um Sistema Solar jovem. Crédito: NASA / JPL / Caltech
Estas observações indicam, ainda, que o sistema de Epsilon Eridani é muito parecido com o nosso, ainda que de forma mais jovem. Além de ter cinturões de asteroides e um disco de detritos que é semelhante ao nosso Cinturão de Asteroides e o Cinturão de Kuiper, parece que ele provavelmente tem mais planetas à espera para serem encontrados dentro dos espaços entre eles. Como tal, o estudo deste sistema poderia ajudar os astrônomos a aprender coisas sobre a história do nosso próprio Sistema Solar.
No momento, mais estudos precisam ser realizados sobre este sistema de estrelas vizinhas, a fim de aprender mais sobre a sua estrutura e confirmar a existência de mais planetas. E espera-se que a implantação de instrumentos de última geração - como o Telescópio Espacial James Webb, programado para ser lançado em outubro de 2018 - seja extremamente útil a esse respeito.
“O prêmio no final desta estrada é entender a verdadeira estrutura de disco planetário Epsilon Eridani, e suas interações com os prováveis planetas que habitam seu sistema,” escreveu Marengo em um boletim informativo sobre o projeto. “SOFIA, por sua capacidade única de capturar a luz infravermelha no céu estratosférico seco, é o mais próximo que temos de uma máquina do tempo, revelando um vislumbre do passado antigo da Terra, observando o presente de uma vizinha jovem Sol.”
Leitura adicional: NASA, IAState, The Astronomical Journal
Traduzido e adaptado de Universe Today
Aeronaves SOFIA da NASA antes de um voo em 2015 para observar uma estrela próxima. Crédito: Massimo Marengo.
Usando as novas imagens da SOFIA, Su e sua equipe foram capazes de determinar que o material quente em torno Epsilon Eridani é organizado como o primeiro modelo sugere. Em suma, o material é formado por um cinto estreito, em vez de um amplo disco contínuo. Como Su explicou em um comunicado da NASA à imprensa:
A alta resolução espacial de Sofia combinada com a cobertura de comprimento de onda único e a impressionante dinâmica da câmera Forcast nos permitiu captar a emissão quente em torno Eps Eri, confirmando o modelo do material quente próximo à órbita do planeta Júpiter. Além disso, um objeto de massa planetária é necessário para bloquear a poeira a partir da zona exterior, semelhante ao que Netuno faz no nosso sistema solar. É realmente impressionante como Eps Eri, uma versão muito mais jovem do nosso sistema solar, é comparado com o nosso.”
Estas observações foram feitas graças aos telescópios de Sofia, que têm um diâmetro maior do que Spitzer - 2,5 metros (100 polegadas) em comparação com os 0,85 m (33,5 polegadas) do Spitzer. Isto permitiu uma resolução muito maior, na qual a equipe usou para discernir detalhes dentro do sistema Epsilon Eridani que eram três vezes menor do que havia sido observado usando os dados do Spitzer.
Além disso, a equipe fez uso da poderosa câmera em infravermelho médio de SOFIA - ou Faint Object infraRed CAmera SOFIA Telescope (FORCAST). Este instrumento permitiu à equipe estudar as fortes emissões infravermelhas provenientes do material quente em torno da estrela que são, de outra maneira, indetectáveis por observatórios terrestres - com comprimentos de onda entre 25-40 microns.
A concepção deste artista do sistema Epsilon Eridani, o sistema estelar mais próximo de nós que estrutura se assemelha a um Sistema Solar jovem. Crédito: NASA / JPL / Caltech
Estas observações indicam, ainda, que o sistema de Epsilon Eridani é muito parecido com o nosso, ainda que de forma mais jovem. Além de ter cinturões de asteroides e um disco de detritos que é semelhante ao nosso Cinturão de Asteroides e o Cinturão de Kuiper, parece que ele provavelmente tem mais planetas à espera para serem encontrados dentro dos espaços entre eles. Como tal, o estudo deste sistema poderia ajudar os astrônomos a aprender coisas sobre a história do nosso próprio Sistema Solar.
No momento, mais estudos precisam ser realizados sobre este sistema de estrelas vizinhas, a fim de aprender mais sobre a sua estrutura e confirmar a existência de mais planetas. E espera-se que a implantação de instrumentos de última geração - como o Telescópio Espacial James Webb, programado para ser lançado em outubro de 2018 - seja extremamente útil a esse respeito.
“O prêmio no final desta estrada é entender a verdadeira estrutura de disco planetário Epsilon Eridani, e suas interações com os prováveis planetas que habitam seu sistema,” escreveu Marengo em um boletim informativo sobre o projeto. “SOFIA, por sua capacidade única de capturar a luz infravermelha no céu estratosférico seco, é o mais próximo que temos de uma máquina do tempo, revelando um vislumbre do passado antigo da Terra, observando o presente de uma vizinha jovem Sol.”
Leitura adicional: NASA, IAState, The Astronomical Journal
Traduzido e adaptado de Universe Today
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Graduado em Física pela UEPB. Mestre em física com ênfase em Cosmologia pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, etnoastronomia, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência em informática e Física. Artista plástico. Fundador do Projeto Mistérios do Universo. Membro da Associação Paraibana de Astronomia e da Sociedade Astronômica Brasileira. Pai, nerd, colecionador, aficionado pela arte, por livros, pela ciência, pela astronomia e pelo Universo.