אסטרונומים מוקסמים באופן מובנה ממערכת אפסילון ארידני. ראשית, מערכת כוכבים זו קרובה לשלנו, במרחק של כ- 10.5 שנות אור ממערכת השמש. שנית, ידוע זה זמן שהוא מכיל שתי חגורות אסטרואידים ודיסק פסולת גדול. ושלישית, אסטרונומים חושדים במשך שנים רבות כי לכוכב זה עשויה להיות גם מערכת כוכבי לכת.
נוסף על כל אלה, מחקר חדש שנערך על ידי צוות אסטרונומים הצביע על כך שאפסילון ארידאני עשוי להיות איך מערכת השמש שלנו הייתה בימיה הצעירים. תוך הסתמכות על מצפה הכוכבים הסטראטוספרי של נאס"א למטוסי אסטרונומיה אינפרא אדום (SOFIA), הצוות ביצע ניתוח מפורט של המערכת שהראה כיצד יש בו ארכיטקטורה הדומה להפליא לאיך שהאסטרונום מאמין שמערכת השמש נראתה פעם.
בהובלת קייט סו - אסטרונומית מקורבת במצפה הכוכבים סברואר באוניברסיטת אריזונה - הצוות כולל חוקרים ואסטרונומים מהמחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת מדינת איווה, המכון האסטרופיזי והמצפה האוניברסיטאי באוניברסיטת ג'נה (גרמניה) , ומעבדת הנעה סילונית של נאס"א והמרכז לחקר אמס.
לצורך מחקרם - תוצאותיו פורסמו ב- כתב העת האסטרונומי תחת הכותרת "התפלגות פנימיות 25 AU במערכת אפסילון ארי" - הצוות הסתמך על נתונים שהושגו בטיסה של SOFIA בינואר 2015. בשילוב עם דוגמנות ומחקר מחשב מפורט שנמשך שנים, הם הצליחו לבצע קביעות חדשות לגבי מבנה דיסק הפסולת.
כפי שכבר צוין, מחקרים קודמים שנערכו על אפסילון ארידני הצביעו על כך שהמערכת מוקפת טבעות המורכבות מחומרים שהם בעצם שאריות מתהליך היווצרות כוכב לכת. טבעות כאלה מורכבות מגז ואבק, ועל פי ההערכה הן מכילות גופים קטנים מאוד סלעיים וקפואים - כמו חגורת קויפר של מערכת השמש עצמה, המקיפה את השמש שלנו מעבר לנפטון.
מדידות מדוקדקות של תנועת הדיסק הצביעו גם על כך שכוכב לכת בעל אותה המסה כמעט כמו שיופיט מעגל את הכוכב במרחק הדומה למרחקו של צדק מהשמש. עם זאת, על סמך נתונים קודמים שהושגו על ידי טלסקופ החלל שפיצר של נאס"א, מדענים לא הצליחו לקבוע את מיקום החומר החם בדיסק - כלומר האבק והגז - שהולידו שני דגמים.
באחד, חומר חם מרוכז לשתי טבעות צרות של פסולת שמקפות את הכוכב במרחקים המתאימים בהתאמה לחגורת האסטרואידים הראשית ולאורנוס במערכת השמש שלנו. על פי מודל זה, ככל הנראה, הכוכב הגדול ביותר במערכת יהיה קשור לחגורת פסולת סמוכה. בשני, חומר חם נמצא בדיסק רחב, אינו מרוכז לטבעות דמויי חגורה אסטרואידים, ואינו קשור לכוכבי לכת באזור הפנימי.
בעזרת תמונות SOFIA החדשות, הצליחו סו וצוותה לקבוע כי החומר החם סביב אפסילון ארידני מסודר כמו שהדגם הראשון מציע. בעיקרו של דבר, מדובר בחגורה צרה אחת לפחות ולא בדיסק רחב ורציף. כפי שהסביר סו בהודעה לעיתונות של נאס"א:
"הרזולוציה המרחבית הגבוהה של SOFIA בשילוב הכיסוי באורך הגל הייחודי והטווח הדינאמי המרשים של מצלמת FORCAST אפשרו לנו לפתור את הפליטה החמה סביב eps Eri, ומאשרת את הדגם שאיתר את החומר החם בסמוך למסלול כוכב הלכת Jovian. יתר על כן, יש צורך בחפץ מסה פלנטרי כדי לעצור את יריעת האבק מהאזור החיצוני, בדומה לתפקידו של נפטון במערכת השמש שלנו. זה באמת מרשים איך אפי, גרסה צעירה בהרבה של מערכת השמש שלנו, מורכבת כמו שלנו. "
תצפיות אלה התאפשרו הודות לטלסקופים על גבי SOFIA שהקוטר שלהם קוטר יותר משפיץ - 2.5 מטר (100 אינץ ') לעומת 0.85 מ' של שפיצר (33.5 אינץ '). זה איפשר רזולוציה גדולה בהרבה, שהצוות נהג להבחין בפרטים במערכת אפסילון ארידני שהיו קטנים פי שלושה ממה שנצפה באמצעות נתוני שפיצר.
בנוסף, הצוות עשה שימוש במצלמה החזקה-אמצע-אינפרא-אדום של SOFIA - האובייקט הקלוש החדיר את קאמרה לטלסקופ SOFIA (FORCAST). מכשיר זה איפשר לצוות לבדוק את פליטות האינפרא אדום החזקות ביותר שמגיעות מהחומר החם סביב הכוכב אשר בדרך כלל לא ניתן להבחין בהן במצפה כוכבים על בסיס קרקע - באורכי גל בין 25-40 מיקרון.
תצפיות אלה מצביעות עוד על כך שמערכת אפסילון ארידני דומה מאוד לשלנו, גם אם בצורה צעירה יותר. בנוסף לכך שיש לו חגורות אסטרואידים ודיסק פסולת הדומה לחגורה הראשית ולחגורת קויפר, נראה כי ככל הנראה יש לו כוכבי לכת נוספים הממתינים להימצא בתוך החללים שבין לבין. ככאלה, לימוד מערכת זו יכול לעזור לאסטרונומים ללמוד דברים על ההיסטוריה של מערכת השמש שלנו.
מאסימו מרנגו, אחד משני מחבריו של המחקר, הוא פרופסור חבר למחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת איווה. כפי שהסביר בהודעה לעיתונות מאוניברסיטת איווה:
"כוכב זה מארח מערכת פלנטרית שעוברת כיום את אותם תהליכים קטכניים שקרתה למערכת השמש בצעירותה, בזמן בו ירח צבר את מרבית מכתשיו, כדור הארץ רכש את המים באוקיינוסים והתנאים החיוביים לכל החיים על הכוכב שלנו היו מוגדרים. "
כרגע יצטרכו לערוך מחקרים נוספים על מערכת הכוכבים השכנה הזו על מנת ללמוד יותר על מבנהה ולאשר קיומם של עוד כוכבי לכת. וצפוי כי פריסת מכשירים מהדור הבא - כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שתוכנן להשקה באוקטובר 2018 - תועיל מאוד בהקשר זה.
"הפרס בסוף דרך זו הוא הבנת המבנה האמיתי של הדיסק החוצה-לעולם הזה של אפסילון ארידני, והאינטראקציות שלו עם קבוצת כוכבי הלכת, ככל הנראה, מאכלסים את המערכת שלו," כתב מרנגו בעלון על הפרויקט. "SOFIA, על ידי יכולתה הייחודית של לכידת אור אינפרא אדום בשמים הסטרוסכריים היבשים, היא הקרובה ביותר למכונת זמן, תוך שהיא מגלה הצצה לעברה העתיק של כדור הארץ באמצעות התבוננות בהווה של שמש צעירה סמוכה."
