Epsilon Eridani ( latinisiert von ε Eridani ), Eigenname Ran , [ 17 ] ist ein Stern im südlichen Sternbild Eridanus . Mit einer Deklination von −9,46° ist er von fast der gesamten Erdoberfläche aus sichtbar. Er befindet sich in einer Entfernung von 10,5 Lichtjahren ( 3,2 Parsec ) von der Sonne und hat eine scheinbare Helligkeit von 3,73 mag. Damit ist er der drittnächste Einzelstern (oder das drittnächste Sternsystem ), der mit bloßem Auge sichtbar ist .

Der Stern wird auf etwa eine Milliarde Jahre geschätzt. [ 15 ] Aufgrund seines relativ jungen Alters weist Epsilon Eridani eine höhere magnetische Aktivität als die Sonne auf , mit einem 30-mal stärkeren Sternwind . Die Rotationsperiode des Sterns beträgt 11,2 Tage am Äquator. Epsilon Eridani ist kleiner und masseärmer als die Sonne und enthält weniger Elemente schwerer als Helium . [ 18 ] Es handelt sich um einen Hauptreihenstern der Spektralklasse K2 mit einer effektiven Temperatur von etwa 5.000  K (8.500  °F ), was ihm eine orange Färbung verleiht. Er ist ein Kandidat für die Sterngruppe Ursa Major , deren Mitglieder eine ähnliche Bewegung durch die Milchstraße aufweisen , was darauf hindeutet, dass diese Sterne ihren Ursprung in einem offenen Sternhaufen haben .

Periodische Änderungen der Radialgeschwindigkeit von Epsilon Eridani lieferten Hinweise auf einen Riesenplaneten , der den Stern umkreist und die Bezeichnung Epsilon Eridani b erhielt . [ 19 ] Die Entdeckung des Planeten war zunächst umstritten, [ 20 ] doch die meisten Astronomen betrachten ihn heute als bestätigt. 2015 erhielt der Planet den korrekten Namen AEgir [ sic ]. [ 21 ] Das Planetensystem Epsilon Eridani umfasst außerdem eine Trümmerscheibe, die aus einem Kuipergürtel- Analogon in 70 AE Entfernung vom Stern und warmem Staub zwischen etwa 3 AE und 20 AE besteht. [ 22 ] [ 23 ] Die Lücke in der Trümmerscheibe zwischen 20 und 70 AE deutet auf die wahrscheinliche Existenz weiterer Planeten im System hin.

Als einer der nächstgelegenen sonnenähnlichen Sterne [ 24 ] war Epsilon Eridani Ziel zahlreicher Beobachtungen im Rahmen der Suche nach außerirdischer Intelligenz . Epsilon Eridani taucht in Science-Fiction -Geschichten auf und wurde als mögliches Ziel für interstellare Reisen vorgeschlagen . [ 25 ] Von Epsilon Eridani aus würde die Sonne als Stern im Sternbild Schlange mit einer scheinbaren Helligkeit von 2,4 mag erscheinen. [ a ]

Nomenklatur

ε Eridani , latinisiert zu Epsilon Eridani , ist die Bayer-Bezeichnung des Sterns . Obwohl er ein relativ heller Stern ist, erhielt er von frühen Astronomen keinen eigenen Namen . Er trägt mehrere andere Katalogbezeichnungen . Nach seiner Entdeckung wurde der Planet gemäß dem üblichen Bezeichnungssystem für Exoplaneten als Epsilon Eridani b bezeichnet .

Der Planet und sein Zentralstern wurden von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) im Rahmen des Namenswettbewerbs „NameExoWorlds“ ausgewählt . Ziel des Wettbewerbs war die Benennung von Exoplaneten und ihren Zentralsternen, da einige Systeme noch keine Namen hatten. [ 28 ] [ 29 ] Der Prozess umfasste Nominierungen durch Bildungseinrichtungen und eine öffentliche Abstimmung über die vorgeschlagenen Namen. [ 30 ] Im Dezember 2015 gab die IAU die Gewinnernamen bekannt: Ran für den Stern und Ægir für den Planeten. [ 21 ] Diese Namen waren von Schülern der 8. Klasse der Mountainside Middle School in Colbert, Washington , USA, eingereicht worden. Beide Namen stammen aus der nordischen Mythologie : Rán ist die Meeresgöttin und Ægir , ihr Gemahl, der Gott des Ozeans. [ 31 ]

Im Jahr 2016 organisierte die IAU eine Arbeitsgruppe für Sternnamen (WGSN) [ 32 ] , um Eigennamen für Sterne zu katalogisieren und zu standardisieren. In ihrem ersten Bulletin vom Juli 2016 [ 33 ] erkannte die WGSN die im Rahmen des Wettbewerbs entstandenen Namen von Exoplaneten und ihren Wirtssternen explizit an. Epsilon Eridani ist nun im IAU-Katalog der Sternnamen als Ran aufgeführt. [ 17 ] Professionelle Astronomen verwenden jedoch weiterhin überwiegend den Namen Epsilon Eridani. [ 34 ]

Auf Chinesisch bezieht sich天苑( Tiān Yuàn ), was „Himmlische Wiesen“ bedeutet , auf einen Asterismus bestehend aus ε Eridani, γ Eridani , δ Eridani , π Eridani , ζ Eridani , η Eridani , π Ceti , τ 1 Eridani , τ 2 Eridani , τ 3 Eridani , τ 4 Eridani , τ 5 Eridani , τ 6 Eridani , τ 7 Eridani , τ 8 Eridani und τ 9 Eridani . [ 35 ] Folglich lautet der chinesische Name für ε Eridani selbst天苑四( Tiān Yuàn sì , der vierte [Stern] der himmlischen Wiesen). [ 36 ]

Beobachtungsgeschichte

Das obere Foto zeigt ein Gebiet mit vielen punktförmigen Sternen, wobei farbige Linien die Sternbilder markieren. Das untere Bild zeigt mehrere Sterne und zwei weiße Linien.
Oben ist der nördliche Teil des Sternbilds Eridanus grün, Orion blau umrandet. Unten zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs im weißen Kasten die Lage von Epsilon Eridani am Schnittpunkt der beiden Linien.

Katalogisierung

Epsilon Eridani ist Astronomen mindestens seit dem 2. Jahrhundert n. Chr. bekannt, als Claudius Ptolemäus (ein griechischer Astronom aus Alexandria , Ägypten ) ihn in seinen Katalog von über tausend Sternen aufnahm. Dieser Katalog wurde als Teil seines astronomischen Werkes Almagest veröffentlicht. Ptolemäus benannte das Sternbild Eridanus – Ποταμού ( altgriechisch für „Fluss“) – und führte Epsilon Eridani als dessen dreizehnten Stern auf. Er nannte Epsilon Eridani ό τών δ προηγούμενος ( altgriechisch für „ein Vorhergehender der Vier“) (hierbei steht δ für die Zahl Vier). Dies bezieht sich auf eine Gruppe von vier Sternen im Sternbild Eridanus: γ , π , δ und ε (10.–13. in Ptolemäus’ Liste). ε ist der westlichste dieser Sterne und somit der erste der vier in der scheinbaren täglichen Bewegung des Himmels von Osten nach Westen. Moderne Forscher des Ptolemäus-Katalogs bezeichnen seinen Eintrag als „P 784“ (in der Reihenfolge seines Erscheinens) und „Eri 13“ . Ptolemäus beschrieb die Helligkeit des Sterns mit 3. [ 37 ] [ 38 ]

Epsilon Eridani wurde in mehrere Sternenkataloge mittelalterlicher islamischer astronomischer Abhandlungen aufgenommen, die auf dem Katalog des Ptolemäus basierten: in Al-Sufis Buch der Fixsterne (veröffentlicht 964), Al-Birunis Mas'ud -Kanon (veröffentlicht 1030) und Ulugh Begs Zij -i Sultani (veröffentlicht 1437). Al-Sufi schätzte die Helligkeit von Epsilon Eridani auf 3. Al-Biruni zitiert Helligkeiten von Ptolemäus und Al-Sufi (für Epsilon Eridani gibt er den Wert 4 sowohl für die Helligkeiten von Ptolemäus als auch von Al-Sufi an; die ursprünglichen Werte beider Helligkeiten betragen 3). Seine Nummer in der Reihenfolge seines Auftretens ist 786. [ 39 ] Ulugh Beg führte in seiner Sternwarte in Samarkand neue Messungen der Koordinaten von Epsilon Eridani durch und zitiert Helligkeitswerte von Al-Sufi (3 für Epsilon Eridani). Die modernen Bezeichnungen seines Eintrags in Ulugh Begs Katalog lauten „U 781“ und „Eri 13“ (letztere entspricht der Bezeichnung in Ptolemäus’ Katalog). [ 37 ] [ 38 ]

Im Jahr 1598 wurde Epsilon Eridani in den Sternenkatalog von Tycho Brahe aufgenommen , der 1627 von Johannes Kepler als Teil seiner Rudolphinischen Tafeln neu veröffentlicht wurde . Dieser Katalog basierte auf Tycho Brahes Beobachtungen von 1577–1597, einschließlich der Beobachtungen auf der Insel Hven an seinen Observatorien in Uraniborg und Stjerneborg . Die laufende Nummer von Epsilon Eridani im Sternbild Eridanus war 10, und es wurde als Quae omnes quatuor antecedit ( lateinisch für „das allen vier vorangeht“) bezeichnet; Die Bedeutung ist dieselbe wie die Beschreibung von Ptolemäus. Brahe ordnete ihm die Stärke 3 zu. [ 37 ] [ 40 ]

Die Bayer-Bezeichnung für Epsilon Eridani wurde 1603 im Rahmen der Uranometria , einem Sternkatalog des deutschen Himmelskartografen Johann Bayer , festgelegt . In seinem Katalog wurden Sterngruppen derselben Helligkeitsklasse innerhalb jedes Sternbildes Buchstaben des griechischen Alphabets zugeordnet , beginnend mit Alpha (α) für den hellsten Stern. Bayer ordnete die Sterne innerhalb der einzelnen Klassen nicht nach ihrer relativen Helligkeit. Obwohl Epsilon der fünfte Buchstabe des griechischen Alphabets ist, [ 41 ] ist der Stern der zehnthellste im Sternbild Eridanus . [ 42 ] Zusätzlich zum Buchstaben ε gab Bayer ihm die Nummer 13 (dieselbe wie die Katalognummer des Ptolemäus, wie auch viele andere Nummern Bayers) und bezeichnete ihn als Decima septima ( lateinisch für „die Siebzehnte“). [ b ] Bayer ordnete Epsilon Eridani die Helligkeit 3 ​​zu. [ 43 ]

1690 wurde Epsilon Eridani in den Sternenkatalog von Johannes Hevelius aufgenommen . Seine Nummer im Sternbild Eridanus war 14, seine Bezeichnung Tertia ( lateinisch für „der Dritte“) und seine Helligkeit wurde mit 3 oder 4 mag angegeben (die Quellen sind sich uneinig). [ 37 ] [ 44 ] Der 1712 veröffentlichte Sternenkatalog des englischen Astronomen John Flamsteed gab Epsilon Eridani die Flamsteed-Bezeichnung 18 Eridani, da es sich um den achtzehnten katalogisierten Stern im Sternbild Eridanus in aufsteigender Rektaszension handelte . [ 4 ] 1818 wurde Epsilon Eridani in Friedrich Bessels Katalog aufgenommen, der auf James Bradleys Beobachtungen von 1750 bis 1762 basierte, und zwar mit einer Helligkeit von 4 mag. [ 45 ] Es erschien auch in Nicolas Louis de Lacailles Katalog von 398 Hauptsternen, dessen 307-Sterne-Version 1755 in den „ Ephémérides des Mouvemens Célestes, pour dix années, 1755–1765“ [ 46 ] und dessen vollständige Version 1757 in den „Astronomiæ Fundamenta“ , Paris, veröffentlicht wurde. [ 47 ] In der Ausgabe von Francis Baily aus dem Jahr 1831 trägt Epsilon Eridani die Nummer 50. [ 48 ] Lacaille ordnete ihm eine Helligkeit von 3 mag zu. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]

1801 wurde Epsilon Eridani in Joseph Jérôme Lefrançois de Lalandes Katalog „Histoire céleste française“ aufgenommen . Dieser umfasste etwa 50.000 Sterne und basierte auf seinen Beobachtungen von 1791 bis 1800, die chronologisch geordnet waren. Der Katalog enthielt drei Beobachtungen von Epsilon Eridani. [ 49 ] 1847 veröffentlichte Francis Baily eine Neuauflage von Lalandes Katalog, die den Großteil der Beobachtungen enthielt und in der die Sterne nach ihrer Rektaszension nummeriert waren . Da jede Beobachtung jedes Sterns nummeriert wurde und Epsilon Eridani dreimal beobachtet wurde, erhielt er drei Nummern: 6581, 6582 und 6583. [ 50 ] (Heute werden die Nummern aus diesem Katalog mit dem Präfix „Lalande“ oder „Lal“ verwendet. [ 51 ] ) Lalande ordnete Epsilon Eridani die Helligkeit 3 ​​zu. [ 49 ] [ 50 ] Ebenfalls im Jahr 1801 wurde er in den Katalog von Johann Bode aufgenommen , in dem etwa 17.000 Sterne in 102 Sternbildern gruppiert und nummeriert wurden (Epsilon Eridani erhielt die Nummer 159 im Sternbild Eridanus). Bodes Katalog basierte auf Beobachtungen verschiedener Astronomen, darunter Bode selbst, hauptsächlich aber auf den Katalogen von Lalande und Lacaille (für den Südhimmel). Bode ordnete Epsilon Eridani die Helligkeit 3 ​​zu. [ 52 ] 1814 veröffentlichte Giuseppe Piazzi die zweite Auflage seines Sternkatalogs (die erste Auflage erschien 1803), basierend auf Beobachtungen aus den Jahren 1792–1813. Darin wurden über 7000 Sterne in 24 Stunden (0–23) eingeteilt. Epsilon Eridani ist die Nummer 89 in Stunde 3. Piazzi ordnete ihm die Helligkeit 4 zu. [ 53 ] 1918 erschien Epsilon Eridani im Henry-Draper-Katalog unter der Bezeichnung HD 22049 und mit der vorläufigen Spektralklassifikation K0. [ 54 ]

Näheerkennung

Aufgrund von Beobachtungen zwischen 1800 und 1880 wurde festgestellt, dass Epsilon Eridani eine große Eigenbewegung am Himmel aufweist , die auf drei Bogensekunden pro Jahr ( Winkelgeschwindigkeit ) geschätzt wurde. [ 55 ] Diese Bewegung deutete darauf hin, dass der Stern relativ nahe an der Sonne war [ 56 ] , was ihn für Parallaxenmessungen interessant machte . Bei diesem Verfahren wird die Position von Epsilon Eridani während der Erdumdrehung um die Sonne aufgezeichnet, wodurch die Entfernung des Sterns bestimmt werden kann. [ 55 ] Von 1881 bis 1883 nutzte der amerikanische Astronom William L. Elkin ein Heliometer an der Königlichen Sternwarte am Kap der Guten Hoffnung in Südafrika, um die Position von Epsilon Eridani mit der Position zweier naher Sterne zu vergleichen. Aus diesen Beobachtungen wurde eine Parallaxe von 0,14 ± 0,02 Bogensekunden berechnet. [ 57 ] [ 58 ] Bis 1917 hatten Beobachter ihre Parallaxenschätzung auf 0,317 Bogensekunden verfeinert. [ 59 ] Der heutige Wert von 0,3109 Bogensekunden entspricht einer Entfernung von etwa 10,50 Lichtjahren (3,22 pc). [ 1 ]

Zirkumstellare Entdeckungen

Ein unregelmäßiger, mehrfarbiger Ring umgibt einen fünfzackigen Stern in der Mitte, wobei die stärkste Farbkonzentration unterhalb der Mitte liegt. Rechts unten befindet sich ein kleineres Oval, das die Größe der Pluto-Bahn veranschaulicht.
Submillimeterwellen-Bild eines Staubpartikelrings um Epsilon Eridani (oberhalb der Mitte). Die hellsten Bereiche kennzeichnen die Regionen mit der höchsten Staubkonzentration.

Aufgrund scheinbarer Positionsänderungen von Epsilon Eridani zwischen 1938 und 1972 vermutete Peter van de Kamp , dass ein unsichtbarer Begleiter mit einer Umlaufzeit von 25 Jahren gravitative Störungen in seiner Position verursachte. [ 60 ] Diese Behauptung wurde 1993 von Wulff-Dieter Heintz widerlegt , und die Fehldetektion wurde auf einen systematischen Fehler in den fotografischen Platten zurückgeführt . [ 61 ]

Das 1983 gestartete Weltraumteleskop IRAS detektierte Infrarotstrahlung von sonnennahen Sternen [ 62 ] , darunter auch eine erhöhte Infrarotstrahlung von Epsilon Eridani [63]. Die Beobachtungen deuteten auf eine Scheibe aus feinkörnigem kosmischem Staub hin , die den Stern umkreiste; [ 63 ] diese Staubscheibe wurde seither eingehend untersucht. Hinweise auf ein Planetensystem wurden 1998 durch die Beobachtung von Asymmetrien in diesem Staubring entdeckt. Die Klumpenbildung in der Staubverteilung konnte durch gravitative Wechselwirkungen mit einem Planeten erklärt werden, der knapp innerhalb des Staubrings kreist [ 64 ] .

1987 wurde die Entdeckung eines umlaufenden planetaren Objekts von Bruce Campbell, Gordon Walker und Stephenson Yang bekanntgegeben. [ 65 ] [ 66 ] Von 1980 bis 2000 führte ein Astronomenteam unter der Leitung von Artie P. Hatzes Radialgeschwindigkeitsmessungen an Epsilon Eridani durch und maß die Dopplerverschiebung des Sterns entlang der Sichtlinie . Sie fanden Hinweise auf einen Planeten, der den Stern mit einer Periode von etwa sieben Jahren umkreist. [ 19 ] Obwohl die Radialgeschwindigkeitsdaten aufgrund magnetischer Aktivität in der Photosphäre stark verrauscht sind , [ 67 ] sollte jede durch diese magnetische Aktivität verursachte Periodizität eine starke Korrelation mit Variationen in den Emissionslinien von ionisiertem Kalzium (den Ca II H- und K-Linien ) aufweisen. Da keine solche Korrelation gefunden wurde, galt ein planetarer Begleiter als wahrscheinlichste Ursache. [ 68 ] Diese Entdeckung wurde durch astrometrische Messungen von Epsilon Eridani unterstützt, die zwischen 2001 und 2003 mit dem Hubble-Weltraumteleskop durchgeführt wurden und Hinweise auf eine gravitative Störung von Epsilon Eridani durch einen Planeten lieferten. [ 8 ]

SETI und vorgeschlagene Erkundung

1960 schlugen die Physiker Philip Morrison und Giuseppe Cocconi vor, dass außerirdische Zivilisationen möglicherweise Radiosignale zur Kommunikation nutzen. [ 69 ] Das Projekt Ozma unter der Leitung des Astronomen Frank Drake suchte mit dem Tatel-Teleskop nach solchen Signalen der nahen sonnenähnlichen Sterne Epsilon Eridani und Tau Ceti . Die Systeme wurden bei der Emissionsfrequenz von neutralem Wasserstoff , 1420 MHz (21 cm), beobachtet. Es wurden keine Signale intelligenter außerirdischer Herkunft detektiert. [ 70 ] Drake wiederholte das Experiment 2010 mit demselben negativen Ergebnis. [ 69 ]Trotz dieses ausbleibenden Erfolgs fand Epsilon Eridani nach Bekanntwerden von Drakes erstem Experiment über viele Jahre hinweg Eingang in die Science-Fiction-Literatur und Fernsehserien. [ 71 ]

In der 1964 von dem Weltraumforscher Stephen H. Dole im Auftrag der RAND Corporation veröffentlichten Studie „Bewohnbare Planeten für den Menschen “ wurde die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein bewohnbarer Planet in einer Umlaufbahn um Epsilon Eridani befindet, auf 3,3 % geschätzt. Unter den bekannten nahen Sternen wurde er zusammen mit den 14 Sternen aufgeführt, bei denen die Wahrscheinlichkeit für einen bewohnbaren Planeten am höchsten war. [ 72 ]

William I. McLaughlin schlug 1977 eine neue Strategie für die Suche nach außerirdischer Intelligenz ( SETI ) vor. Er vermutete, dass weithin beobachtbare Ereignisse wie Nova- Explosionen von intelligenten Außerirdischen genutzt werden könnten, um die Aussendung und den Empfang ihrer Signale zu synchronisieren. Diese Idee wurde 1988 vom National Radio Astronomy Observatory getestet, das die Ausbrüche der Nova Cygni 1975 als Zeitgeber nutzte. Fünfzehn Tage Beobachtung zeigten keine anomalen Radiosignale von Epsilon Eridani. [ 73 ]

Aufgrund der Nähe und der sonnenähnlichen Eigenschaften von Epsilon Eridani hielt der Physiker und Autor Robert L. Forward das System 1985 für ein plausibles Ziel für interstellare Reisen . [ 74 ] Im darauffolgenden Jahr schlug die British Interplanetary Society Epsilon Eridani als eines der Ziele ihrer Studie „Project Daedalus“ vor . [ 75 ] Das System zählt weiterhin zu den Zielen solcher Vorschläge, wie beispielsweise des Projekts „Icarus“ im Jahr 2011. [ 25 ]

Aufgrund seiner Nähe gehörte Epsilon Eridani zu den Zielsternen des Projekts Phoenix , einer 1995 gestarteten Mikrowellen- Durchmusterung nach Signalen außerirdischer Intelligenz. [ 76 ] Bis 2004 hatte das Projekt etwa 800 Sterne untersucht, aber noch keine Signale entdeckt. [ 77 ]

Eigenschaften

Eine leuchtend orangefarbene Kugel auf der linken Hälfte und eine etwas größere leuchtend gelbe Kugel auf der rechten Hälfte vor schwarzem Hintergrund
Illustration der relativen Größen von Epsilon Eridani (links) und der Sonne (rechts)

Mit einer Entfernung von 10,50 Lichtjahren (3,22 Parsec) ist Epsilon Eridani (Stand 2014) der 13. nächstgelegene bekannte Stern (und der neuntnächste Einzelstern bzw. das neuntnächste Sternsystem ) zur Sonne. [ 9 ] Aufgrund seiner Nähe zählt er zu den am besten untersuchten Sternen seines Spektraltyps . [ 78 ] Epsilon Eridani befindet sich im nördlichen Teil des Sternbilds Eridanus, etwa 3° östlich des etwas helleren Sterns Delta Eridani . Mit einer Deklination von −9,46° ist Epsilon Eridani zu geeigneten Jahreszeiten von einem Großteil der Erdoberfläche aus sichtbar. Nur nördlich des 80. Breitengrades Nord ist er dauerhaft unter dem Horizont verborgen. [ 79 ] Die scheinbare Helligkeit von 3,73 mag kann die Beobachtung mit bloßem Auge von einem städtischen Gebiet aus erschweren, da der Nachthimmel über Städten durch Lichtverschmutzung beeinträchtigt ist . [ 80 ]

Epsilon Eridani hat eine geschätzte Masse von 0,82 Sonnenmassen [ 10 ] [ 11 ] und einen Radius von 0,738 Sonnenradien [ 12 ] . Seine Leuchtkraft beträgt lediglich 0,34 Sonnenleuchtkräfte [ 81 ] . Die geschätzte effektive Temperatur liegt bei 5084 K [ 82 ]. Mit der Spektralklasse K2 V ist er der zweitnächste Hauptreihenstern vom Spektraltyp K (nach Alpha Centauri B) [ 9 ] . Seit 1943 dient das Spektrum von Epsilon Eridani als einer der stabilen Bezugspunkte für die Klassifizierung anderer Sterne [ 83 ] . Seine Metallizität , der Anteil an Elementen schwerer als Helium , ist etwas geringer als die der Sonne. [ 84 ] In der Chromosphäre von Epsilon Eridani , einer Region der äußeren Atmosphäre direkt über der lichtemittierenden Photosphäre , wird die Eisenhäufigkeit auf 74 % des Wertes der Sonne geschätzt. [ 84 ] Der Lithiumanteil in der Atmosphäre ist fünfmal geringer als in der Sonne . [ 85 ]

Die K-Typ-Klassifizierung von Epsilon Eridani zeigt an, dass das Spektrum relativ schwache Absorptionslinien von Wasserstoff ( Balmer-Linien ), aber starke Linien neutraler Atome und einfach ionisierten Calciums (Ca II) aufweist. Sterne der Leuchtkraftklasse V (Zwerg) werden zugeordnet, in deren Kern thermonukleare Fusion von Wasserstoff stattfindet . Bei einem Hauptreihenstern des K-Typs wird diese Fusion von der Proton-Proton-Kettenreaktion dominiert , bei der durch eine Reihe von Reaktionen vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmilzt. Die bei der Fusion freigesetzte Energie wird durch Strahlung vom Kern nach außen transportiert, wodurch keine Nettobewegung des umgebenden Plasmas entsteht. Außerhalb dieser Region, in der Hülle, wird die Energie durch Plasmakonvektion zur Photosphäre transportiert , wo sie dann in den Weltraum abgestrahlt wird. [ 86 ]

Magnetische Aktivität

Epsilon Eridani weist eine höhere magnetische Aktivität als die Sonne auf, wodurch die äußeren Bereiche seiner Atmosphäre ( Chromosphäre und Korona ) dynamischer sind. Die durchschnittliche Magnetfeldstärke von Epsilon Eridani über die gesamte Oberfläche beträgt(1,65 ± 0,30) × 10⁻² Tesla  [ 87 ] , was mehr als vierzigmal größer ist als die Magnetfeldstärke (5–40) × 10⁻⁵ T in der Photosphäre der Sonne. [ 88 ] Die magnetischen Eigenschaften lassen sich modellieren, indem man annimmt, dass Regionen mit einem magnetischen Fluss von etwa 0,14 T zufällig etwa 9 % der Photosphäre bedecken, während der Rest der Oberfläche frei von Magnetfeldern ist. [ 89 ] Die gesamte magnetische Aktivität von Epsilon Eridani zeigt das gleichzeitige Vorhandensein von2,95 ± 0,03 undAktivitätszyklen von 12,7 ± 0,3 Jahren. [ 85 ] Unter der Annahme, dass sich der Radius über diese Zeiträume nicht ändert, scheint die langfristige Variation des Aktivitätsniveaus eine Temperaturvariation von 15 K zu erzeugen, was einer Variation der visuellen Helligkeit (V) von 0,014 entspricht. [ 90 ]

Das Magnetfeld an der Oberfläche von Epsilon Eridani verursacht Schwankungen im hydrodynamischen Verhalten der Photosphäre. Dies führt zu stärkeren Schwankungen bei Messungen seiner Radialgeschwindigkeit . Über einen Zeitraum von 20 Jahren wurden Schwankungen von 15 m/ s gemessen, was deutlich über der Messunsicherheit von 3 m/ s liegt . Dadurch wird die Interpretation von Periodizitäten in der Radialgeschwindigkeit von Epsilon Eridani, wie sie beispielsweise durch einen umlaufenden Planeten verursacht werden, erschwert. [ 67 ]

Eine Lichtkurve für Epsilon Eridani, die die Mittelwerte der Helligkeiten im b- und y-Band zwischen 2014 und 2021 zeigt. [ 91 ] Die Einlage zeigt die periodische Variation über eine Rotationsperiode von 12,3 Tagen. [ 92 ]

Epsilon Eridani wird als BY-Draconis-Veränderlicher klassifiziert , da er Regionen erhöhter magnetischer Aktivität aufweist, die sich während seiner Rotation in und aus der Sichtlinie bewegen. [ 6 ] Messungen dieser Rotationsmodulation legen nahe, dass sich seine Äquatorialregion mit einer mittleren Periode von 11,2 Tagen dreht [ 16 ] , was weniger als der Hälfte der Rotationsperiode der Sonne entspricht. Beobachtungen haben gezeigt, dass Epsilon Eridani aufgrund von Sternflecken und anderer kurzfristiger magnetischer Aktivität in der V-Helligkeit um bis zu 0,050 schwankt . [ 92 ] Photometrische Messungen haben zudem gezeigt, dass die Oberfläche von Epsilon Eridani, ähnlich wie die Sonne, einer differentiellen Rotation unterliegt, d. h. die Rotationsperiode am Äquator unterscheidet sich von der in höheren Breiten . Die gemessenen Perioden liegen zwischen 10,8 und 12,3 Tagen. [ 90 ] [ c ] Die Achsenneigung von Epsilon Eridani zur Sichtlinie von der Erde ist mit großer Unsicherheit behaftet: Schätzungen reichen von 24° bis 72°. [ 16 ]

Die hohe Aktivität der Chromosphäre, das starke Magnetfeld und die relativ hohe Rotationsgeschwindigkeit von Epsilon Eridani sind charakteristisch für einen jungen Stern. [ 93 ] Die meisten Schätzungen gehen von einem Alter zwischen 200 und 800 Millionen Jahren für Epsilon Eridani aus. [ 94 ] Die geringe Häufigkeit schwerer Elemente in der Chromosphäre von Epsilon Eridani deutet üblicherweise auf einen älteren Stern hin, da das interstellare Medium (aus dem Sterne entstehen) stetig mit schwereren Elementen angereichert wird, die von älteren Sterngenerationen produziert wurden. [ 95 ] Diese Anomalie könnte durch einen Diffusionsprozess verursacht worden sein , der einen Teil der schwereren Elemente aus der Photosphäre in eine Region unterhalb der Konvektionszone von Epsilon Eridani transportiert hat . [ 96 ]

Die Röntgenleuchtkraft von Epsilon Eridani beträgt etwa2 × 10 28  erg ·s –1 (2 × 10²¹ W  ). Sie ist im Röntgenbereich leuchtkräftiger als die Sonne bei maximaler Aktivität . Die Quelle dieser starken Röntgenstrahlung ist die heiße Korona von Epsilon Eridani. [ 97 ] [ 98 ] Die Korona von Epsilon Eridani erscheint größer und heißer als die der Sonne, mit einer Temperatur von3,4 × 10⁶  K , gemessen durch Beobachtung der ultravioletten und Röntgenstrahlung der Korona. [ 99 ] Sie zeigt eine zyklische Variation der Röntgenstrahlung, die mit dem magnetischen Aktivitätszyklus übereinstimmt . [ 100 ]

Der von Epsilon Eridani ausgestoßene Sternwind dehnt sich aus, bis er mit dem umgebenden interstellaren Medium aus diffusem Gas und Staub kollidiert . Dabei entsteht eine Blase aus erhitztem Wasserstoffgas (eine Astrosphäre , vergleichbar mit der Heliosphäre der Sonne). Das Absorptionsspektrum dieses Gases wurde mit dem Hubble-Weltraumteleskop gemessen , wodurch sich die Eigenschaften des Sternwinds abschätzen ließen. [ 99 ] Die heiße Korona von Epsilon Eridani führt zu einer 30-mal höheren Massenverlustrate des Sternwinds im Vergleich zur Sonne. Dieser Sternwind erzeugt die Astrosphäre, die sich über etwa 8.000 AE (0,039 pc) erstreckt und einen Bugstoß in 1.600 AE (0,0078 pc) Entfernung von Epsilon Eridani aufweist. In ihrer geschätzten Entfernung von der Erde beträgt der Durchmesser dieser Astrosphäre 42 Bogenminuten, was größer ist als der scheinbare Durchmesser des Vollmonds. [ 101 ]

Kinematik

Epsilon Eridani besitzt eine hohe Eigenbewegung von −0,976 Bogensekunden pro Jahr in Rektaszension (dem astronomischen Äquivalent der Länge) und 0,018 Bogensekunden pro Jahr in Deklination (der astronomischen Breite), was insgesamt 0,962 Bogensekunden pro Jahr ergibt. [ 1 ] [ d ] Der Stern hat eine Radialgeschwindigkeit von +15,5 km/s (35.000 mph) (von der Sonne weg). [ 103 ] Die Raumgeschwindigkeitskomponenten von Epsilon Eridani im galaktischen Koordinatensystem sind (U, V, W) = (−3, +7, −20) km/s . Dies bedeutet, dass er sich innerhalb der Milchstraße in einer mittleren galaktozentrischen Entfernung von 28,7 kly (8,79 Kiloparsec) vom Zentrum auf einer Bahn mit einer Exzentrizität von 0,09 bewegt. [ 104 ] Position und Geschwindigkeit von Epsilon Eridani deuten darauf hin, dass es sich um ein Mitglied der Ursa-Major-Bewegungsgruppe handeln könnte , deren Mitglieder eine gemeinsame Bewegung durch den Raum aufweisen. Dieses Verhalten legt nahe, dass die Bewegungsgruppe ihren Ursprung in einem offenen Sternhaufen hat , der sich seither aufgelöst hat. [ 105 ] Das geschätzte Alter dieser Gruppe beträgt 500 ± 100 Millionen Jahre, [ 106 ] was innerhalb des Bereichs der Altersschätzungen für Epsilon Eridani liegt.

Im Laufe der letzten Million Jahre sollen drei Sterne bis auf 7 Lichtjahre (2,1 Parsec) an Epsilon Eridani herangekommen sein. Die jüngste und engste dieser Begegnungen fand mit Kapteyns Stern statt , der sich vor etwa 12.500 Jahren bis auf etwa 3 Lichtjahre (0,92 Parsec) näherte. Zwei weitere, weiter entfernte Begegnungen gab es mit Sirius und Ross 614. Keine dieser Begegnungen war vermutlich nahe genug, um die zirkumstellare Scheibe um Epsilon Eridani zu beeinflussen. [ 107 ]

Epsilon Eridani erreichte seine größte Annäherung an die Sonne vor etwa 105.000 Jahren, als der Abstand zwischen ihnen 7 Lichtjahre (2,1 Parsec) betrug. [ 108 ] Basierend auf einer Simulation naher Begegnungen mit nahen Sternen wird das Doppelsternsystem Luyten 726-8 , zu dem auch der veränderliche Stern UV Ceti gehört, Epsilon Eridani in etwa 31.500 Jahren in einem minimalen Abstand von etwa 0,9 Lichtjahren (0,29 Parsec) begegnen. Für etwa 4.600 Jahre werden sie weniger als 1 Lichtjahr (0,3 Parsec) voneinander entfernt sein. Besitzt Epsilon Eridani eine Oortsche Wolke , könnte Luyten 726-8 einige seiner Kometen mit langen Umlaufzeiten gravitativ beeinflussen . [ 109 ]

Planetensystem

Das Planetensystem Epsilon Eridani [ 110 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 111 ]
Begleiter (in der Reihenfolge vom Stern)MasseGroße Halbachse ( AE )Umlaufperiode ( Jahre )ExzentrizitätNeigung (°)Radius
Asteroidengürtel~1,5–2,0 (oder 3–4) AE— —
b (AEgir) [ 112 ]1,00 ± 0,10  M J3,53 ± 0,047,33+0,08 −0,070,06+0,06 −0,0440+6 −5—
Asteroidengürtel~8–20 AE— —
Hauptgürtel65–75 AE33,7° ± 0,5 °—

Trümmerscheibe

Der Stern ist im Zentrum zu sehen, und der Ring markiert den Hauptgürtel der Trümmerscheibe, der sich 70 Astronomische Einheiten vom Stern entfernt befindet. Der Gürtel erscheint elliptisch, da er leicht geneigt ist. Neben dem Stern sind zwei weitere Punktquellen im Bild erkennbar (eine davon fällt mit dem Gürtel zusammen). Es handelt sich dabei um Hintergrundgalaxien, die nicht zum Epsilon-Eridani-System gehören.
Aufnahme des Hauptgürtels von ε Eridani, aufgenommen mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) bei einer Wellenlänge von 1,3 mm. Der Stern ist im Zentrum zu sehen, und zwei weitere Punktquellen (eine davon fällt mit dem Gürtel zusammen) sind unabhängige Hintergrundgalaxien. [ 23 ]

Ein Infrarotüberschuss um Epsilon Eridani wurde von IRAS [ 63 ] nachgewiesen , was auf zirkumstellaren Staub hindeutet. Beobachtungen mit dem James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) bei einer Wellenlänge von 850 μm zeigen einen ausgedehnten Strahlungsfluss bis zu einem Winkelradius von 35 Bogensekunden um Epsilon Eridani und machen die Trümmerscheibe erstmals sichtbar. Höher aufgelöste Bilder, die seither mit dem Atacama Large Millimeter Array aufgenommen wurden , zeigen, dass sich der Staubgürtel 70 AE vom Stern entfernt befindet und nur 11 AE breit ist. [ 23 ] [ 113 ] Die Scheibe ist um 33,7° gegenüber der Frontalansicht geneigt, wodurch sie elliptisch erscheint.

Staub und möglicherweise Wassereis aus diesem Gürtel wandern aufgrund des Sternenwinds und eines Prozesses, bei dem Sternenstrahlung Staubkörner spiralförmig in Richtung Epsilon Eridani bewegt ( Poynting-Robertson-Effekt) , nach innen . [ 114 ] Gleichzeitig können diese Staubpartikel durch Kollisionen zerstört werden. Die Zeitspanne, in der der gesamte Staub in der Scheibe durch diese Prozesse entfernt wird, ist kürzer als das geschätzte Alter von Epsilon Eridani. Daher muss die heutige Staubscheibe durch Kollisionen oder andere Einflüsse größerer Mutterkörper entstanden sein und stellt ein spätes Stadium der Planetenentstehung dar. Kollisionen zwischen Mutterkörpern mit der Masse von 11 Erdmassen wären nötig gewesen, um die Scheibe über ihr geschätztes Alter in ihrem heutigen Zustand zu erhalten. [ 110 ]

Die beiden oberen Abbildungen zeigen braune, ovale Bänder für die Asteroidengürtel und ovale Linien für die bekannten Planetenbahnen, mit dem leuchtenden Stern im Zentrum. Das zweite braune Band ist schmaler als das erste. Die beiden unteren Abbildungen zeigen graue Bänder für die Kometengürtel, ovale Linien für die Planetenbahnen und die leuchtenden Sterne im Zentrum. Das untere graue Band ist deutlich breiter als das obere.
Vergleich der Planeten und Trümmergürtel im Sonnensystem mit dem Epsilon-Eridani-System. Oben sind der Asteroidengürtel und die inneren Planeten des Sonnensystems dargestellt. Zweite Abbildung von oben zeigt den vorgeschlagenen inneren Asteroidengürtel und Planet b von Epsilon Eridani. Die unteren Abbildungen zeigen die entsprechenden Merkmale der äußeren Systeme der beiden Sterne.

Die Scheibe enthält schätzungsweise eine Staubmasse von einem Sechstel der Mondmasse. Die einzelnen Staubkörner sind größer als 3,5 μm und haben eine Temperatur von etwa 55 K. Dieser Staub entsteht durch die Kollision von Kometen mit Durchmessern von 10 bis 30 km und einer Gesamtmasse von 5 bis 9 Erdmassen. Dies entspricht in etwa den geschätzten 10 Erdmassen im ursprünglichen Kuipergürtel. [ 115 ] [ 116 ] Die Scheibe um Epsilon Eridani enthält weniger als 2,2 × 10<sup> 17</sup> kg Kohlenmonoxid . Dieser niedrige Wert deutet auf eine geringe Anzahl flüchtiger Stoffe enthaltender Kometen und eisiger Planetesimale im Vergleich zum Kuipergürtel hin . [ 117 ]

Die JCMT-Bilder zeigen Anzeichen einer klumpigen Struktur im Gravitationsgürtel, die durch gravitative Störungen eines Planeten namens Epsilon Eridani c erklärt werden könnte. Es wird angenommen, dass diese Staubklumpen auf Umlaufbahnen auftreten, die eine ganzzahlige Resonanz mit der Umlaufbahn des vermuteten Planeten aufweisen. Beispielsweise befindet sich der Bereich der Scheibe, der zwei Umläufe für jeweils drei Planetenumläufe absolviert, in einer 3:2- Bahnresonanz . [ 118 ] Der Planet, der diese Störungen verursachen soll, hat voraussichtlich eine große Halbachse zwischen 40 und 50 AE. [ 23 ] [ 119 ] [ 120 ] Die hellsten Klumpen wurden jedoch inzwischen als Hintergrundquellen identifiziert, und die Existenz der übrigen Klumpen ist weiterhin umstritten. [ 121 ]

Auch in der Nähe des Sterns ist Staub vorhanden. Beobachtungen des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA legen nahe, dass Epsilon Eridani tatsächlich zwei Asteroidengürtel und eine Wolke aus exozodiakalem Staub besitzt . Letztere ist analog zum Zodiakalstaub in der Ebene des Sonnensystems . Ein Gürtel befindet sich etwa an derselben Position wie der im Sonnensystem und umkreist Epsilon Eridani in einer Entfernung von 3,00 ± 0,75 AE . Er besteht aus Silikatkörnern mit einem Durchmesser von 3  μm und einer Gesamtmasse von etwa 10 <sup>18</sup>  kg. Sollte der Planet Epsilon Eridani b existieren, ist es unwahrscheinlich, dass dieser Gürtel eine Quelle außerhalb seiner Umlaufbahn hat. Der Staub könnte daher durch Fragmentierung und Kraterbildung größerer Körper wie Asteroiden entstanden sein . [ 122 ] Der zweite, dichtere Gürtel, der höchstwahrscheinlich ebenfalls aus Asteroiden besteht, liegt zwischen dem ersten Gürtel und der äußeren Kometenscheibe. Die Struktur der Gürtel und der Staubscheibe deutet darauf hin, dass mehr als zwei Planeten im Epsilon-Eridani-System erforderlich sind, um diese Konfiguration aufrechtzuerhalten. [ 110 ] [ 123 ]

In einem alternativen Szenario könnte der exozodiakale Staub im äußeren Asteroidengürtel entstehen. Dieser Staub wird dann nach innen transportiert, vorbei an der Umlaufbahn von Epsilon Eridani b. Unter Berücksichtigung von Kollisionen zwischen den Staubkörnern reproduziert der Staub das beobachtete Infrarotspektrum und die Helligkeit. Außerhalb des Radius der Eissublimation , der sich jenseits von 10 AE von Epsilon Eridani befindet, wo die Temperaturen unter 100 K fallen, ergibt sich die beste Übereinstimmung mit den Beobachtungen, wenn man eine Mischung aus Eis und Silikatstaub annimmt. Innerhalb dieses Radius muss der Staub aus Silikatkörnern bestehen, denen flüchtige Bestandteile fehlen . [ 114 ]

Die innere Region um Epsilon Eridani, ab einem Radius von 2,5 AE nach innen, scheint bis zur Nachweisgrenze des 6,5-m- MMT-Teleskops staubfrei zu sein . Staubkörner in dieser Region werden effizient durch den Sternenwind abgetragen, und die Anwesenheit eines Planetensystems trägt möglicherweise ebenfalls dazu bei, dass dieses Gebiet frei von Trümmern bleibt. Dennoch schließt dies nicht aus, dass ein innerer Asteroidengürtel existiert, dessen Gesamtmasse nicht größer ist als die des Asteroidengürtels im Sonnensystem. [ 124 ]

Langperiodische Planeten

Rechts befindet sich eine helle Lichtquelle, umgeben von Kometen und zwei ovalen Trümmergürteln. Links ist die gelb-orange Sichel eines Planeten zu sehen.
Künstlerische Darstellung, die zwei Asteroidengürtel und einen Planeten zeigt, der Epsilon Eridani umkreist.

Als einer der sonnennächsten Sterne war Epsilon Eridani Ziel zahlreicher Versuche, planetare Begleiter zu finden. [ 19 ] [ 94 ] Aufgrund seiner chromosphärischen Aktivität und Variabilität ist die Suche nach Planeten mit der Radialgeschwindigkeitsmethode schwierig, da die Sternaktivität Signale erzeugen kann, die die Anwesenheit von Planeten vortäuschen. [ 125 ] Die Suche nach Exoplaneten um Epsilon Eridani mittels direkter Bildgebung verlief bisher erfolglos. [ 68 ] [ 126 ]

Infrarotbeobachtungen haben gezeigt, dass es in diesem System bis zu einer Entfernung von mindestens 500 AE vom Zentralstern keine Körper mit der dreifachen oder größeren Masse des Jupiters gibt. [ 94 ] Planeten mit ähnlichen Massen und Temperaturen wie Jupiter sollten mit Spitzer in Entfernungen jenseits von 80 AE nachweisbar sein. Ein etwa jupitergroßer Planet mit langer Umlaufperiode wurde bereits entdeckt und sowohl mittels Radialgeschwindigkeitsmessung als auch Astrometrie charakterisiert. [ 127 ] Planeten mit mehr als 150 % der Jupitermasse können am inneren Rand der Trümmerscheibe in 30–35 AE ausgeschlossen werden. [ 128 ] Aufnahmen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop schließen die Existenz von Planeten mit einer Masse größer als Saturn aus, die in einer Entfernung von mehr als 16 AE kreisen. [ 129 ]

Planet b (AEgir)

Dieser Planet, bekannt als Epsilon Eridani b , wurde im Jahr 2000 entdeckt, doch die Entdeckung blieb in den folgenden zwei Jahrzehnten umstritten. Eine umfassende Studie aus dem Jahr 2008 bezeichnete die Entdeckung als „vorläufig“ und beschrieb den vorgeschlagenen Planeten als „lange vermutet, aber noch immer unbestätigt“. [ 110 ] Viele Astronomen hielten die Beweislage für so überzeugend, dass sie die Entdeckung als bestätigt ansahen. [ 94 ] [ 114 ] [ 122 ] [ 126 ] Die Entdeckung wurde 2013 infrage gestellt, da ein Suchprogramm am La-Silla-Observatorium seine Existenz nicht bestätigen konnte. [ 130 ] Weitere Studien seit 2018 haben die Existenz des Planeten durch eine Kombination aus Radialgeschwindigkeitsmessungen und Astrometrie schrittweise bestätigt. [ 127 ] [ 131 ] [ 132 ] [ 133 ] [ 134 ]

Links befindet sich ein schattenhaftes, kugelförmiges, rotes Objekt, das von einem Ring umgeben ist. Darunter, in der Mitte, ist eine kleinere Mondsichel zu sehen. Rechts davon befindet sich eine Leuchtquelle, die von einer Linie geteilt wird, welche eine Trümmerscheibe darstellt.
Künstlerische Darstellung von Epsilon Eridani b in einer staubfreien Zone. Um den Planeten sind vermutlich Ringe und Monde zu sehen.

Die veröffentlichten Quellen sind sich hinsichtlich der grundlegenden Parameter des Planeten weiterhin uneinig. Jüngste Werte für seine Umlaufperiode reichen von 7,3 bis 7,6 Jahren [ 127 ] , Schätzungen für die Größe seiner elliptischen Umlaufbahn – die große Halbachse – von 3,38 AE bis 3,53 AE [ 135 ] [ 136 ] und Näherungen für seine Bahnexzentrizität von 0,055 bis 0,26 [ 127 ] .

Anfänglich war die Masse des Planeten unbekannt, doch konnte anhand der Bahnverschiebung von Epsilon Eridani eine untere Grenze abgeschätzt werden. Bekannt war lediglich die Komponente der Verschiebung entlang der Sichtlinie zur Erde, woraus sich ein Wert für die Formel m  sin  i ergibt , wobei m die Masse des Planeten und i die Bahnneigung ist . Schätzungen für den Wert von m sin i reichten von 0,60 Jupitermassen bis 1,06 Jupitermassen [ 135 ] [ 136 ] , was die untere Grenze für die Planetenmasse festlegt (da die Sinusfunktion einen Maximalwert von 1 hat). Setzt man m sin i in die Mitte dieses Bereichs mit 0,78 und schätzt die Bahnneigung auf 30°, wie von der Hubble -Astrometrie nahegelegt , ergibt sich ein Wert von 1,55 ± 0,24 Jupitermassen für die Planetenmasse. [ 8 ] Neuere astrometrische Studien haben niedrigere Massen ermittelt, die zwischen 0,63 und 0,78 Jupitermassen liegen. [ 127 ]

Von allen gemessenen Parametern dieses Planeten ist der Wert für die Bahnexzentrizität am unsichersten. Die in einigen älteren Studien [ 8 ] vorgeschlagene Exzentrizität von 0,7 ist mit der Existenz des postulierten Asteroidengürtels in einer Entfernung von 3 AE unvereinbar. Wäre die Exzentrizität so hoch, würde der Planet den Asteroidengürtel innerhalb von etwa zehntausend Jahren durchqueren und räumen. Existiert der Gürtel jedoch schon länger, was wahrscheinlich ist, ergibt sich eine Obergrenze für die Exzentrizität von Epsilon Eridani b von etwa 0,10–0,15. [ 122 ] [ 123 ] Wird die Staubscheibe stattdessen von der äußeren Trümmerscheibe und nicht von Kollisionen in einem Asteroidengürtel erzeugt, sind keine Einschränkungen hinsichtlich der Bahnexzentrizität des Planeten erforderlich, um die Staubverteilung zu erklären. [ 114 ]

Potenzielle Bewohnbarkeit

Epsilon Eridani ist ein Ziel von Planetenfindungsprogrammen, da es Eigenschaften aufweist, die die Entstehung eines erdähnlichen Planeten ermöglichen. Obwohl dieses System nicht als Hauptkandidat für das mittlerweile eingestellte Terrestrial Planet Finder- Programm ausgewählt wurde , war es ein Zielstern für die von der NASA vorgeschlagene Space Interferometry Mission zur Suche nach erdgroßen Planeten. [ 137 ] Die Nähe zur Erde, die sonnenähnlichen Eigenschaften und die vermuteten Planeten von Epsilon Eridani haben es auch zum Gegenstand zahlreicher Studien gemacht, die untersuchen, ob eine interstellare Sonde zu Epsilon Eridani geschickt werden kann. [ 74 ] [ 75 ] [ 138 ]

Der Bahnradius, bei dem der Sternenfluss von Epsilon Eridani der Solarkonstante entspricht – also die Strahlung der Sonnenstrahlung in Erdentfernung entspricht –, beträgt 0,61 AE. [ 139 ] Dies liegt innerhalb der maximalen habitablen Zone eines hypothetischen erdähnlichen Planeten, der Epsilon Eridani umkreist. Diese Zone erstreckt sich derzeit von etwa 0,5 bis 1,0 AE. Mit zunehmendem Alter von Epsilon Eridani über einen Zeitraum von 20 Milliarden Jahren wird die Nettoleuchtkraft steigen, wodurch sich diese Zone langsam auf etwa 0,6–1,4 AE ausdehnt. [ 140 ] Die Anwesenheit eines großen Planeten mit einer stark elliptischen Umlaufbahn in der Nähe der habitablen Zone von Epsilon Eridani verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ein erdähnlicher Planet eine stabile Umlaufbahn innerhalb dieser Zone besitzt. Anders verhielte es sich jedoch, wenn AEgir eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn ähnlich der des Jupiters aufweisen würde. [ 141 ]

Ein junger Stern wie Epsilon Eridani kann große Mengen ultravioletter Strahlung erzeugen, die für Leben schädlich sein kann. Andererseits ist er kühler als die Sonne und produziert daher von vornherein weniger ultraviolette Strahlung. [ 20 ] [ 142 ] Der Bahnradius, in dem der UV-Fluss dem der frühen Erde entspricht, liegt bei knapp 0,5 AE. [ 20 ] Da dieser Wert etwas näher am Stern liegt als die habitable Zone, schließen einige Forscher daraus, dass die Energie der ultravioletten Strahlung, die in die habitable Zone vordringt, nicht ausreicht, damit sich Leben um den jungen Stern Epsilon Eridani entwickeln kann. [ 142 ]

Siehe auch

Anmerkungen

  1. Von Epsilon Eridani aus würde die Sonne auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Himmels bei den Koordinaten RA = 15 h 32 m 55,84496 s , Dec = +09° 27′ 29,7312 ″ erscheinen , in der Nähe von Alpha Serpentis . Die absolute Helligkeit der Sonne beträgt 4,83 mag [ 26 ] . Bei einer Entfernung von 3,212 Parsec hätte die Sonne demnach eine scheinbare Helligkeit von [ 27 ] , vorausgesetzt, die Extinktion (A<sub> V</sub> ) eines nahen Sternsist vernachlässigbar
  2. Dies liegt daran, dass Bayer 21 Sterne im nördlichen Teil des Sternbilds Eridanus benannte, indem er dem „Fluss“ von Osten nach Westen folgte, beginnend mit β ( Supra pedem Orionis in flumine, prima , d. h. oberhalb des Fußes des Orion im Fluss, der Erste ) bis zum Einundzwanzigsten, σ ( Vigesima prima , d. h. der Einundzwanzigste ). Epsilon Eridani war der Siebzehnte in dieser Sequenz. Diese 21 Sterne sind: β, λ, ψ, b, ω, μ, c, ν, ξ, ο (zwei Sterne), d, A, γ, π, δ, ε, ζ, ρ, η, σ. [ 43 ]
  3. ^ Die Rotationsperiode P β bei Breitengrad β ist gegeben durch:
    P β = P eq /(1 − k sin β )
    wobei P <sub>eq</sub> die äquatoriale Rotationsperiode und k der differentielle Rotationsparameter ist. Der Wert dieses Parameters wird auf folgenden Bereich geschätzt:
    0,03 ≤ k ≤ 0,10 [ 16 ]
  4. ^ Die gesamte Eigenbewegung μ kann wie folgt berechnet werden:
    μ 2 = (μ α cos δ) 2 + μ δ 2
    wobei μ α die Eigenbewegung in Rektaszension, μ δ die Eigenbewegung in Deklination und δ die Deklination ist. [ 102 ] Daraus ergibt sich:
    μ 2 = (−975,17 · cos(−9,458°)) 2 + 19,49 2 = 925658,1
    oder μ ist gleich 962,11.

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