Bei vielen Sternen wurde festgestellt, dass sie von schmalen Scheiben aus warmem Staub umgeben sind. Eine solche Scheibe wurde um den nahe gelegenen Stern ε Eridani herum entdeckt. Es ist jedoch auch bekannt, dass ε Eridani einen Planeten in einer Entfernung von 3,4 AE beherbergt, und ein zweiter Planet in 40 AE wird vermutet. Aufgrund dieses inneren Planeten wäre jeder Asteroidengürtel, der sich schließt, ebenfalls dynamisch instabil und hätte schon vor langer Zeit geräumt werden müssen, sodass das System in dieser Region keinen Staub mehr produzieren kann. Woher hat Eridani diesen Staub? Eine neue Studie untersucht dies.
Der innere Staubring wurde zuerst von einem Team von Astronomen entdeckt, die mit dem Spitzer Weltraumteleskop im letzten Jahr. Zusätzlich zu diesem mysteriösen inneren Ring enthält das System auch einen äußeren, kalten Staubring in Entfernungen von mehr als 65 AE mit einer klumpigeren Natur, möglicherweise vom äußeren Planeten gehütet.
Die Autoren des neuen Papiers unter der Leitung von Martin Reidemeister von der Friedrich-Schiller-Universität in Deutschland schlagen vor, dass der innere Staubring dort ursprünglich nicht gebildet wurde. Stattdessen schlagen sie vor, dass es durch Kollisionen im äußeren Kuipergürtel mit dem äußeren Ring erzeugt wurde, aber aufgrund eines als Poynting-Robertson-Widerstand bekannten Effekts nach innen wanderte. Dieser Effekt entsteht, wenn Abflüsse vom Stern mit kleinen Objekten interagieren. Während die Abflüsse letztendlich senkrecht zur Umlaufbahn strömen, werden sie durch die Bewegung der umlaufenden Partikel durch diese gepflügt, sodass sie im Referenzrahmen des Partikels eine Bewegungskomponente in Richtung des Partikels zu haben scheinen. Dies ist der gleiche Effekt, der den Regen so erscheinen lässt, als würde er während der Fahrt auf Sie fallen und sich auf Ihrer Windschutzscheibe ansammeln. Da diese hinzugefügte Bewegungskomponente der Bewegung des Partikels entgegengesetzt ist, entzieht sie dem Partikel den Drehimpuls und bewirkt, dass es sich nach innen dreht. Angesichts der Tatsache, dass ε Eridani bekanntermaßen starke Winde hat, scheint dieser Effekt eine Erklärung zu sein.
Um diese Hypothese zu testen, modellierte das Team das System und variierte die Exzentrizität des inneren Planeten zwischen zwei möglichen Umlaufbahnen für den inneren Planeten, sowohl mit als auch ohne den äußeren Planeten, und variierte die Zusammensetzung für den äußeren Staubring (mehr oder weniger Silikate vs. Eis). Das Team stellte fest, dass sie das beobachtete System angemessen reproduzieren konnten, wenn der Staub als Mischung aus Eis und Silikaten begann, in denen das Eis sublimiert wurde, als es sich nach innen an der Schneegrenze vorbei bewegte. Darüber hinaus hatte die Umlaufbahn des inneren Planeten, obwohl sie für die beiden vorgeschlagenen Umlaufbahnen auffallend unterschiedlich war, keinen großen Einfluss auf die Gesamtverteilung des Staubes.
In naher Zukunft soll ε Eridani Gegenstand weiterer Veröffentlichungen sein, in denen seine Staubscheiben untersucht werden. Der Autor stellt fest, dass andere Teams bereits Beobachtungen mit dem James Clerk Maxwell-Teleskop sowie mit anderen durchgeführt haben und dass ε Eridani beim Start wahrscheinlich ein Hauptziel für das James Webb-Weltraumteleskop sein wird.
