Van veel sterren is ontdekt dat ze smalle schijven van warm stof om zich heen hebben. Zo'n schijf is gedetecteerd rond de nabije ster ε Eridani. Er is echter ook bekend dat ε Eridani één planeet herbergt op een afstand van 3,4 AU, en een tweede op 40 AU wordt vermoed. Vanwege deze binnenplaneet zou elke asteroïdengordel die dichtgaat ook dynamisch onstabiel zijn en zou lang geleden moeten zijn opgeruimd, waardoor het systeem niet in staat is om stof te produceren in deze regio. Dus waar heeft ε Eridani dit stof vandaan? Een nieuwe studie onderzoekt dit.
De binnenste stofring werd voor het eerst ontdekt door een team van astronomen dat samenwerkte met de Spitzer Ruimtetelescoop vorig jaar. Naast deze mysterieuze binnenring bevat het systeem ook een buitenste, koude ring van stof op afstanden groter dan 65 AU met een meer klonterig karakter, mogelijk gehoed door de buitenplaneet.
De auteurs van het nieuwe artikel, geleid door Martin Reidemeister aan de Friedrich-Schiller Universiteit in Duitsland, stellen voor dat de binnenste stofring daar oorspronkelijk niet was gevormd. In plaats daarvan stellen ze voor dat het is gemaakt via botsingen in de buitenste Kuipergordel met de buitenring, maar naar binnen is gemigreerd vanwege een effect dat bekend staat als Poynting-Robertson-weerstand. Dit effect wordt gecreëerd wanneer uitstromen van de ster interageren met kleine objecten. Hoewel de uitstroom uiteindelijk loodrecht op de baan zal stromen, zal de beweging van de ronddraaiende deeltjes ervoor zorgen dat ze hierdoor ploegen, waardoor ze een bewegingscomponent lijken te hebben richting het deeltje in het referentiekader van het deeltje. Dit is hetzelfde effect dat regen doet lijken alsof het op je afkomt terwijl je aan het rijden bent, en zorgt ervoor dat het zich op je voorruit ophoopt. Omdat deze toegevoegde bewegingscomponent tegengesteld is aan de beweging van het deeltje, berooft het het deeltje van impulsmoment, waardoor het naar binnen spiraalt. Aangezien het bekend is dat ε Eridani sterke wind heeft, lijkt dit effect een verklaring te zijn.
Om deze hypothese te testen, modelleerde het team het systeem, waarbij de excentriciteit van de binnenplaneet werd gevarieerd tussen twee mogelijke banen voor de binnenplaneet, zowel met als zonder de buitenplaneet, en variërende composities voor de buitenste stofring (min of meer silicaten vs. ijs). Het team ontdekte dat ze het waargenomen systeem redelijkerwijs konden reproduceren als het stof begon als een mengsel van ijs en silicaat waarin de ijsjes sublimeerden terwijl ze naar binnen bewogen, voorbij de sneeuwgrens. Bovendien had de baan van de binnenplaneet, hoewel opvallend anders voor de twee voorgestelde banen, geen groot effect op de algehele stofverdeling.
In de nabije toekomst zal ε Eridani het onderwerp zijn van verdere publicaties die de stofschijven onderzoeken. De auteur merkt op dat andere teams al observaties hebben uitgevoerd met behulp van de James Clerk Maxwell-telescoop en andere, en dat ε Eridani waarschijnlijk bij de lancering een belangrijk doelwit zal zijn voor de James Webb-ruimtetelescoop.
