O echipă de astronomi care utilizează satelitul TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), specializat în detectarea exoplanetelor, a identificat un sistem stelar neobișnuit, alcătuit din patru stele. Acesta reprezintă cel mai compact sistem cvadruplu de tip „3+1” (trei stele apropiate și una mai îndepărtată) văzut până acum, potrivit unui studiu publicat miercuri de Space.com, care face referiri la un articol apărut pe 3 martie în revista științifică Nature.
TIC 120362137: sistem cvadruplu 3+1 cu o configurație rară și structură extrem de compactă
Cercetătorii care au făcut această descoperire susțin că au reușit, de asemenea, să stabilească evoluția viitoare a sistemului.
Sistemul TIC 120362137 este organizat astfel: în centru, trei stele se orbitează reciproc, în timp ce a patra stea, situată la o distanță mai mare, le învârte în jurul lor.
Distanța dintre steaua exterioară și triplul central este aproximativ egală cu distanța dintre planeta Jupiter și Soarele. În schimb, spațiul ocupat de sub-sistemul celor trei stele centrale ar putea să încapă în interiorul orbitei lui Mercur, cea mai apropiată planetă de Soare din Sistemul nostru Solar.
Această descoperire este semnificativă pentru știință, deoarece sistemele cvadruple de tip 3+1 – sisteme ierarhice în care mai multe stele se rotesc una în jurul altei într-un spațiu foarte restrâns – sunt extrem de rare. TIC 120362137 oferă o oportunitate unică de a înțelege mai bine procesul de formare a stelelor și stabilitatea orbitelor în astfel de structuri compacte.
„TIC 120362137 este în prezent cel mai compact sistem cvadruplu de tip 3+1 cunoscut”, a declarat pentru Space.com Tamás Borkovits, coordonatorul echipei și cercetător la Universitatea Szeged din Ungaria, citat de Agerpres.
Natura excepțională a acestui sistem nu a fost imediat evidentă. „Printr-o primă analiză a datelor TESS, am observat că TIC 120362137 este un sistem triplu dens, cu eclipsări triplete”, a spus Borkovits. El a explicat că, inițial, sistemul părea a fi o simplă binăreză cu eclipsări, cu două stele care se eclipsau la fiecare 3,3 zile terestre, provocând scăderi de lumină de 1-2 ore. „Există mii de astfel de sisteme, așa că nu era ceva special în acel moment.”
„După aceea, am observat niște micile stânjeniri suplimentare ce se repetau la fiecare 25-26 de zile, ceea ce a indicat prezența unei a treia stele cu o perioadă orbitală de aproximativ 51 de zile. Așa am descoperit că avem de-a face cu un sistem triplu cu eclipse triplete. În acel moment, nu știam încă de a patra stea.”
Evoluția și sfârșitul sistemului stelar: fuziuni succesive și formarea a două pitici albe
Echipa a detectat ulterior alte eclipse, care au indicat și prezența unei patruimi componente. Aceasta a fost confirmată cu ajutorul Spectrografului Tillinghast Reflector Echelle (TRES), montat pe telescopul Tillinghast de 1,5 metri de pe Muntele Hopkins din Arizona.
„TIC 120362137 deține un record: steaua cea mai exterioară are o perioadă orbitală de doar aproximativ 1.046 de zile, care este cu mult cea mai scurtă dintre toate sistemele cvadruple 3+1 cunoscute”, a spus Borkovits. El a subliniat că descoperirea unor astfel de sisteme este extrem de dificilă și că identificarea celei de-a patra stele prin monitorizarea eclipselor – ca pentru componentele interioare – ar putea necesita decenii sau chiar mai mult. Posibil ca alte metode astronomice să aducă la iveală această stea, dar o astfel de descoperire ar fi, în mare parte, rezultatul întâmplării.
Cercetătorii au reușit să determine și alte proprietăți ale stelelor din sistem. Cele trei stele interioare sunt mai masive și mai fierbinți decât Soarele, în timp ce componenta exterioară este mai rece, mai puțin masivă și, prin urmare, asemănătoare Soarelui. Folosind simulări pe calculator, au putut proiecta viitorul acestui sistem 3+1, previzând că se va transforma în două pitici albe.
„În primul rând, cea mai masivă stea – componenta principală a perechii binare interioare – va deveni o gigantă roșie și se va contopi cu partenerul său. Acest nou corp stellar îl numim ‘A’. Apoi, după aproximativ 276 de milioane de ani, într-o a doua fază, steaua fuzionată A’ se va contopi cu a treia componentă, steaua B (care va fi și ea la stadiul de gigantă roșie). Corpul stelar masiv rezultat îl numim ‘AB’.”
El a adăugat că, ulterior, steaua AB va pierde o parte semnificativă din masă și va degenera, formând o pitică albă. În același timp, steaua exterioară va urma un drum evoluțional similar, transformându-se într-o a doua pitică albă.
„În final, modelul nostru evolutiv prezice că sistemul cvadruplu va ajunge la o stare finală binară, formată din două pitici albe cu o perioadă orbitală de aproximativ 44 de zile.” Potrivit lui Borkovits, pitica albă mai masivă (cu aproximativ 89% din masa Soarelui) se formează în urma fuziunilor care implică cele trei stele interioare, iar pitica albă mai puțin masivă (cu aproximativ 29% din masa Soarelui) provine direct din a patra stea, cea mai îndepărtată.
