Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) ponownie przesunął granice astronomicznych możliwości, tym razem skupiając się na jednej z najbliższych gwiazd Układu Słonecznego – Epsilon Eridani. Choć nie udało się potwierdzić istnienia planet krążących wokół tej gwiazdy, obserwacje wniosły cenny wkład w rozwój metod poszukiwania egzoplanet.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Epsilon Eridani, odległa od Ziemi zaledwie o 10,5 roku świetlnego, to młoda gwiazda w wieku około 400 milionów lat. Jej bliskość i wczesny etap ewolucji czynią ją naturalnym celem dla badań nad formowaniem się układów planetarnych. Od dekad astronomowie podejrzewali, że może mieć własne planety. W 2000 roku za pomocą metody prędkości radialnej ogłoszono odkrycie planety wielkości Jowisza, a obecność rozległych pierścieni pyłowych wokół gwiazdy sugerowała istnienie dalszego, masywnego towarzysza – potencjalnego „strażnika” tego dysku. JWST miał sprawdzić, na ile te hipotezy znajdują potwierdzenie.
Do obserwacji wykorzystano kamerę NIRCam oraz koronograf, w ramach programu badającego wybrane zagadnienia planetologiczne. Zespół skoncentrował się na dwóch obiektach: domniemanej planecie Epsilon Eridani b, orbitującej w odległości około 3,5 jednostki astronomicznej (AU) od gwiazdy, oraz hipotetycznym, zewnętrznym towarzyszu w odległości około 45 AU, który mógłby odpowiadać za ukształtowanie pierścieni pyłowych.
Pierwsze wyniki wyglądały obiecująco. NIRCam zarejestrował słaby sygnał świetlny dokładnie w miejscu, gdzie spodziewano się planety wielkości Jowisza. Niestety, szczegółowa analiza ujawniła, że był to artefakt koronografu – tzw. „hexpeckle”, czyli powtarzalny wzór szumu instrumentalnego. Sygnału planety nie udało się odseparować od zakłóceń, a więc jej istnienia nie można było potwierdzić.
Jeszcze bardziej jednoznaczne były wyniki dotyczące hipotetycznego zewnętrznego towarzysza. JWST nie wykrył żadnych obiektów o masie porównywalnej z Saturnem w odległościach powyżej 16 AU, co praktycznie wyklucza obecność dużej planety formującej strukturę pierścieni pyłowych. Najprawdopodobniej układ wokół Epsilon Eridani rozwija się bez takiego masywnego „pasterza”.
Dodatkowo teleskop zarejestrował słabą poświatę po wschodniej stronie dysku pyłowego. Po analizie okazało się jednak, że nie jest to ślad planety, lecz rozproszone światło gwiazdy odbijające się od pyłu – zjawisko typowe dla młodych gwiazd otoczonych materią.
Choć żadnej planety nie udało się zidentyfikować, sama kampania obserwacyjna okazała się przełomowa. Po raz pierwszy zastosowano nową strategię „trzech obrotów” teleskopu. Standardowo JWST zmienia swoją orientację dwukrotnie w trakcie obserwacji, by oddzielić rzeczywiste źródła światła od szumu instrumentów. Dodanie trzeciego obrotu zwiększyło czułość nawet o 20–30 procent, co w przyszłości może znacząco ułatwić wykrywanie bardzo słabych sygnałów planetarnych.
Historia Epsilon Eridani pokazuje, że w nauce równie ważne jak odkrycia są wyniki negatywne. Wykluczenie części hipotez i udoskonalenie technik badawczych zawężają pole poszukiwań, przybliżając astronomów do odpowiedzi na pytania o istnienie planet w najbliższym sąsiedztwie Słońca. JWST nie znalazł planet przy tej gwieździe, ale przygotował grunt pod kolejne, jeszcze bardziej precyzyjne poszukiwania egzoplanet w nadchodzących latach.