Cinemática [ editar ]
Epsilon Eridani tiene un movimiento propio alto , moviendo −0.976 segundos de arco por año en ascensión recta (el equivalente celeste de la longitud) y 0.018 segundos de arco por año en declinación (latitud celestial), para un total combinado de 0.962 segundos de arco por año. [1] [nota 5] La estrella tiene una velocidad radial de +15.5 km / s (35,000 mph) (lejos del Sol). [7] Los componentes de la velocidad espacial de Epsilon Eridani en el sistema de coordenadas galácticas son (U, V, W) = (−3, +7, −20) km / s , lo que significa que viaja dentro de la Vía Láctea a una distancia galactocéntrica mediade 28.7 kly (8.79 kiloparsecs) desde el núcleo a lo largo de una órbita que tiene una excentricidad de 0.09. [99] La velocidad y el rumbo de Epsilon Eridani indican que puede ser miembro del Ursa Major Moving Group , cuyos miembros comparten un movimiento común a través del espacio. Este comportamiento sugiere que el grupo en movimiento se originó en un clúster abierto que desde entonces se ha difundido. [19] [100] La edad estimada de este grupo es de 500 ± 100 millones de años, [101] que se encuentra dentro del rango de las estimaciones de edad para Epsilon Eridani.
Durante los últimos millones de años, se cree que tres estrellas llegaron a 7 ly (2.1 pc) de Epsilon Eridani. El más reciente y cercano de estos encuentros fue con Kapteyn's Star , que se acercó a una distancia de aproximadamente 3 ly (0.92 pc) hace aproximadamente 12,500 años. Otros dos encuentros distantes fueron con Sirius y Ross 614 . Se cree que ninguno de estos encuentros fue lo suficientemente cercano como para afectar el disco circunestelar que orbita Epsilon Eridani. [102]
Epsilon Eridani hizo su aproximación más cercana al Sol hace unos 105,000 años, cuando fueron separados por 7 ly (2.1 pc). [103] Basado en una simulación de encuentros cercanos con estrellas cercanas, el sistema estelar binario Luyten 726-8 , que incluye la estrella variable UV Ceti , se encontrará con Epsilon Eridani en aproximadamente 31,500 años a una distancia mínima de aproximadamente 0.9 ly (0.29 parsecs ) Estarán separados menos de 1 ly (0.3 parsecs) durante aproximadamente 4,600 años. Si Epsilon Eridani tiene una nube de Oort , Luyten 726-8 podría perturbar gravitacionalmente algunos de sus cometas con largos períodos orbitales . [21]
Sistema planetario [ editar ]
| Compañero (en orden de estrella) | Masa | Eje semieje mayor ( AU ) | Periodo orbital ( días ) | Excentricidad | Inclinación | Radio |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cinturón de asteróides | 3 UA | - | - | |||
| b (AEgir) (sin confirmar) | 1.55 ± 0.24 M J | 3.38–3.50 | 2,502–2,630 | 0.25–0.702 | - | - |
| Cinturón de asteróides | 20 UA | - | - | |||
| c (sin confirmar) | 0.1 M J | 40? | 102,270 | 0,3 | - | - |
| Disco de polvo | 35–100 AU | - | - | |||
Disco de polvo [ editar ]
Las observaciones con el telescopio James Clerk Maxwell a una longitud de onda de 850 μm muestran un flujo extendido de radiación a un radio angular de 35 segundos de arco alrededor de Epsilon Eridani. La emisión máxima ocurre en un radio angular de 18 segundos de arco, que corresponde a un radio de aproximadamente 60 UA. El nivel más alto de emisión ocurre en el radio de 35 a 75 UA desde Epsilon Eridani y se reduce sustancialmente dentro de 30 UA. Se interpreta que esta emisión proviene de un análogo joven del cinturón de Kuiper del Sistema Solar : una estructura compacta de disco polvoriento que rodea a Epsilon Eridani. Desde la Tierra, este cinturón se ve con una inclinación de aproximadamente 25 ° con respecto a la línea de visión. [64]
El polvo y posiblemente el hielo de agua de este cinturón migran hacia adentro debido a la resistencia del viento estelar y a un proceso por el cual la radiación estelar hace que los granos de polvo giren lentamente en espiral hacia Epsilon Eridani, conocido como el efecto Poynting-Robertson . [106] Al mismo tiempo, estas partículas de polvo pueden destruirse mediante colisiones mutuas. La escala de tiempo para que todo el polvo en el disco sea eliminado por estos procesos es menor que la edad estimada de Epsilon Eridani. Por lo tanto, el disco de polvo actual debe haber sido creado por colisiones u otros efectos de cuerpos parentales más grandes, y el disco representa una etapa tardía en el proceso de formación de planetas. Hubiera requerido colisiones entre los cuerpos parentales de 11 masas terrestres para haber mantenido el disco en su estado actual durante su edad estimada.[25]
El disco contiene una masa de polvo estimada igual a una sexta parte de la masa de la Luna, con granos de polvo individuales que superan los 3,5 μm de tamaño a una temperatura de aproximadamente 55 K. Este polvo se genera por la colisión de cometas, que se elevan de 10 a 30 km de diámetro y tienen una masa combinada de 5 a 9 veces mayor que la de la Tierra. Esto es similar a las 10 masas terrestres estimadas en el cinturón de Kuiper primordial. [107] [108] El disco alrededor de Epsilon Eridani contiene menos de 2.2 × 10 17 kg de monóxido de carbono . Este bajo nivel sugiere una escasez de cometas volátiles y planetesimales helados en comparación con el cinturón de Kuiper. [109]
La estructura grumosa del cinturón de polvo puede explicarse por la perturbación gravitacional de un planeta, llamado Epsilon Eridani b. Los grupos en el polvo ocurren en órbitas que tienen una resonancia entera con la órbita del planeta sospechoso. Por ejemplo, la región del disco que completa dos órbitas por cada tres órbitas de un planeta está en una resonancia orbital 3: 2 . [110] En las simulaciones por computadora, la morfología del anillo puede reproducirse mediante la captura de partículas de polvo en resonancias orbitales 5: 3 y 3: 2 con un planeta que tiene una excentricidad orbital de aproximadamente 0.3. [69] Alternativamente, la aglomeración puede haber sido causada por colisiones entre planetas menores conocidos como plutinos . [111]
Las observaciones del telescopio espacial Spitzer de la NASA sugieren que Epsilon Eridani en realidad tiene dos cinturones de asteroides y una nube de polvo exozodiacal . Este último es un análogo del polvo zodiacal que ocupa el plano del Sistema Solar . Un cinturón se encuentra aproximadamente en la misma posición que el del Sistema Solar, orbitando a una distancia de 3.00 ± 0.75 UA del Epsilon Eridani, y consiste en granos de silicato con un diámetro de 3 μm y una masa combinada de aproximadamente 10 18 kg. Si el planeta Epsilon Eridani b existe, es poco probable que este cinturón haya tenido una fuente fuera de la órbita del planeta, por lo que el polvo puede haber sido creado por la fragmentación y la formación de cráteres de cuerpos más grandes como los asteroides . [112] El segundo cinturón más denso, muy probablemente también poblado por asteroides, se encuentra entre el primer cinturón y el disco exterior del cometa. La estructura de los cinturones y el disco de polvo sugiere que se necesitan más de dos planetas en el sistema Epsilon Eridani para mantener esta configuración. [25] [113]
En un escenario alternativo, el polvo exozodiacal puede generarse en un cinturón exterior que orbita entre 55 y 90 UA desde Epsilon Eridani y tiene una masa supuesta de 10 −3 veces la masa de la Tierra. Este polvo se transporta hacia el interior más allá de la órbita de Epsilon Eridani b. Cuando se tienen en cuenta las colisiones entre los granos de polvo, el polvo reproducirá el espectro infrarrojo y el brillo observados. Fuera del radio de sublimación de hielo , ubicado a más de 10 UA del Epsilon Eridani, donde las temperaturas caen por debajo de 100 K, la mejor adaptación a las observaciones ocurre cuando se supone una mezcla de hielo y polvo de silicato . Dentro de este radio, el polvo debe consistir en granos de silicato que carecen de volátiles . [106]
La región interior alrededor de Epsilon Eridani, desde un radio de 2.5 UA hacia adentro, parece estar libre de polvo hasta el límite de detección del telescopio MMT de 6.5 m . Los granos de polvo en esta región se eliminan eficientemente mediante la resistencia del viento estelar, mientras que la presencia de un sistema planetario también puede ayudar a mantener esta área libre de escombros. Aún así, esto no excluye la posibilidad de que un cinturón de asteroides interno pueda estar presente con una masa combinada no mayor que el cinturón de asteroides en el Sistema Solar. [114]
Posibles planetas [ editar ]
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Como una de las estrellas similares al Sol más cercanas, Epsilon Eridani ha sido el objetivo de muchos intentos de buscar compañeros planetarios. [22] [19] Su actividad cromosférica y su variabilidad significan que es difícil encontrar planetas con el método de velocidad radial , porque la actividad estelar puede crear señales que imitan la presencia de planetas. [115] Los intentos de obtención de imágenes directas de exoplanetas potenciales no han tenido éxito hasta la fecha. [68] [116]
La observación infrarroja ha demostrado que no hay cuerpos de tres o más masas de Júpiter en este sistema, a una distancia de al menos 500 UA de la estrella anfitriona. [19] Los planetas con masas y temperaturas similares a Júpiter deberían ser detectables por Spitzer a distancias superiores a 80 UA, pero no se ha descubierto ninguno en este rango. Los planetas de más del 150% de masa como Júpiter se pueden descartar en el borde interno del disco de desechos a 30–35 UA. [17]
Planeta b [ editar ]
Conocido como Epsilon Eridani b , este planeta fue anunciado en 2000, pero el descubrimiento ha sido controvertido. Un estudio exhaustivo realizado en 2008 calificó la detección de "tentativa" y describió el planeta propuesto como "sospechoso durante mucho tiempo pero aún sin confirmar". [25] Muchos astrónomos creían que la evidencia es lo suficientemente convincente como para considerar el descubrimiento como confirmado. [19] [106] [112] [116] A partir de 2013, el descubrimiento sigue en duda porque un programa de búsqueda en el Observatorio La Silla no confirmó que existe. [117]
Las fuentes publicadas siguen en desacuerdo en cuanto a los parámetros básicos del planeta propuesto. Los valores para su período orbital oscilan entre 6,85 y 7,2 años. [8] Las estimaciones del tamaño de su órbita elíptica —el semieje mayor— oscilan entre 3.38 UA y 3.50 UA [104] [105] y las aproximaciones de su rango de excentricidad orbital de 0.25 ± 0.23 a 0.702 ± 0.039 . [8] [105]
La verdadera masa de este planeta sigue siendo desconocida, pero se puede estimar en función del efecto de desplazamiento de la gravedad del planeta en Epsilon Eridani. Solo se conoce el componente del desplazamiento a lo largo de la línea de visión hacia la Tierra, que produce un valor para la fórmula m sen i , donde m es la masa del planeta e i es la inclinación orbital . Las estimaciones para el valor de m sen i varían de 0,60 masas de Júpiter a 1,06 masas de Júpiter, [104] [105] que establece el límite inferior para la masa del planeta (porque la función seno tiene un valor máximo de 1). Tomando msen i en el medio de ese rango en 0.78, y estimando la inclinación en 30 °, esto produce el valor frecuentemente citado de 1.55 ± 0.24 masas de Júpiter para la masa del planeta. [8]
De todos los parámetros medidos para este planeta, el valor de la excentricidad orbital es el más incierto. El valor frecuentemente citado de 0.7 para la excentricidad de Epsilon Eridani b es inconsistente con la presencia del cinturón de asteroides propuesto a una distancia de 3 UA. Si la excentricidad fuera realmente tan alta, el planeta atravesaría el cinturón de asteroides y lo eliminaría en unos diez mil años. Si el cinturón ha existido durante más tiempo que este período, lo que parece probable, impone un límite superior a la excentricidad de Epsilon Eridani b de aproximadamente 0,10-0,15. [112] [113] Si el disco de polvo se genera a partir del disco de escombros externo, en lugar de colisiones en un cinturón de asteroides, entonces no se necesitan restricciones en la excentricidad orbital del planeta para explicar la distribución del polvo.[106]
Planeta c [ editar ]
Las simulaciones por computadora del disco polvoriento que orbita Epsilon Eridani sugieren que la forma del disco puede explicarse por la presencia de un segundo planeta, denominado Epsilon Eridani c. El agrupamiento en el disco de polvo puede ocurrir porque las partículas de polvo están atrapadas en órbitas que tienen períodos orbitales resonantes con un planeta en una órbita excéntrica. El Epsilon Eridani c postulado orbitaría a una distancia de 40 UA, con una excentricidad de 0.3 y un período de 280 años. [69] La cavidad interna del disco puede explicarse por la presencia de planetas adicionales. [19]Los modelos actuales de formación de planetas no pueden explicar fácilmente cómo podría haberse creado un planeta a esta distancia de Epsilon Eridani. Se espera que el disco se haya disipado mucho antes de que se haya formado un planeta gigante. En cambio, el planeta puede haberse formado a una distancia orbital de aproximadamente 10 UA, luego migrado hacia afuera debido a la interacción gravitacional con el disco o con otros planetas en el sistema. [118]
Posible habitabilidad [ editar ]
Epsilon Eridani es un objetivo para los programas de búsqueda de planetas porque tiene propiedades que permiten que se forme un planeta similar a la Tierra. Aunque este sistema no fue elegido como candidato principal para el ahora cancelado Buscador de Planetas Terrestres , fue una estrella objetivo para la Misión de Interferometría Espacial propuesta por la NASA para buscar planetas del tamaño de la Tierra. [119] La proximidad, las propiedades similares al Sol y los planetas sospechosos de Epsilon Eridani también lo han convertido en objeto de múltiples estudios sobre si una sonda interestelar puede enviarse a Epsilon Eridani. [75] [76] [120]
El radio orbital en el que el flujo estelar de Epsilon Eridani coincide con la constante solar, donde la emisión coincide con la salida del Sol a la distancia orbital de la Tierra, es 0.61 unidades astronómicas (AU). [121] Eso está dentro de la zona habitable máxima de un planeta conjeturado similar a la Tierra que orbita Epsilon Eridani, que actualmente se extiende de aproximadamente 0.5 a 1.0 UA. A medida que Epsilon Eridani envejece durante un período de 20 mil millones de años, la luminosidad neta aumentará, haciendo que esta zona se expanda lentamente hacia el exterior a aproximadamente 0.6-1.4 UA. [122] La presencia de un gran planeta con una órbita altamente elíptica cerca de la zona habitable de Epsilon Eridani reduce la probabilidad de un planeta terrestreTener una órbita estable dentro de la zona habitable. [123]
Una estrella joven como Epsilon Eridani puede producir grandes cantidades de radiación ultravioleta que pueden ser perjudiciales para la vida. El radio orbital donde el flujo UV coincide con el de la Tierra primitiva se encuentra a poco menos de 0,5 UA. [23] La proximidad de Epsilon Eridani, las propiedades similares al Sol y los planetas sospechosos lo han convertido en un destino para viajes interestelares en historias de ciencia ficción . [27]
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