Астрономы нашли рекордно тесную систему из четырех звезд в пределах орбиты Юпитера

Астрономы обнаружили рекордно компактную систему из четырех звезд, которая умещается в пространстве, равном расстоянию от Солнца до Юпитера. Используя данные транзитного спутника для исследования экзопланет (TESS) NASA, исследователи из Университета Сегеда в Венгрии идентифицировали уникальную звездную конфигурацию, известную как TIC 120362137. Этот объект представляет собой иерархическую систему типа 3+1, что означает тройную звездную систему, вокруг которой по широкой орбите обращается четвертое светило. На сегодняшний день это самая тесная из всех известных систем подобного рода: период обращения четвертой звезды вокруг центрального трио составляет всего 1046 дней, что является рекордно коротким показателем.

Первоначально наблюдения TIC 120362137 не вызывали особого интереса у ученых и указывали на то, что это обычная двойная затменная система, где две звезды вращаются друг вокруг друга с периодом 3,3 земных дня, периодически затмевая одна другую. Однако более тщательный анализ данных TESS выявил дополнительные падения яркости, длящиеся от одного до двух дней и происходящие каждые 25–26 дней. Эти затмения указали на наличие третьего компонента с орбитальным периодом около 51 дня. Таким образом, исследователи пришли к выводу, что перед ними компактная тройная звезда, три светила которой обращаются по столь тесным орбитам, что все они могли бы поместиться внутри орбиты Меркурия.

Дальнейшие наблюдения с использованием спектрографа TRES, установленного на телескопе в Аризоне, помогли обнаружить четвертую звезду. Она обращается вокруг этой тесной тройки гораздо дальше, совершая полный оборот за 1046 дней, и находится на расстоянии, сопоставимом с дистанцией между Юпитером и Солнцем. По словам ведущего автора исследования Тамаша Борковица, обнаружение таких систем крайне сложно, так как для выявления далекого четвертого компонента методом наблюдения затмений потребовались бы десятилетия, и открытие часто происходит случайно при использовании других методов.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, также раскрыло будущее этой звездной семьи. Анализ характеристик показал, что три внутренние звезды горячее и массивнее Солнца, в то время как четвертая, удаленная, имеет массу, близкую к солнечной. Компьютерное моделирование эволюции системы предсказывает, что примерно через 9,39 миллиарда лет она превратится в пару белых карликов. Сценарий развития событий таков: самая массивная звезда в центре, расширившись до стадии красного гиганта, сначала сольется со второй звездой. Спустя 276 миллионов лет результат этого слияния столкнется с третьей звездой. Образовавшееся массивное светило в конце концов сбросит внешнюю оболочку и сколлапсирует в белый карлик. Четвертая звезда, исчерпав запасы топлива, также превратится в красного гиганта, а затем в белого карлика, но меньшей массы. В итоге две оставшиеся мертвые звезды будут обращаться друг вокруг друга с периодом около 44 дней. По мнению ученых, TIC 120362137 представляет собой уникальную естественную лабораторию для изучения динамики и эволюции сложных кратных звездных систем в экстремально тесных условиях.