Астрономы обнаружили самую компактную систему из четырех звезд в размерах орбиты Юпитера
Астрономы обнаружили уникальную звездную систему, которая стала самой компактной из известных на сегодняшний день систем, состоящих из четырех звезд. Речь идет об объекте TIC 120362137, который подробно описан в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications. Ученые выяснили, что все четыре звезды этой системы умещаются в области, размер которой не превышает орбиту Юпитера, то есть диаметр самой широкой орбиты в системе сопоставим с расстоянием от Солнца до крупнейшей планеты Солнечной системы.
Обнаруженная система относится к крайне редкому иерархическому типу 3+1. Это означает, что три звезды образуют тесную внутреннюю подсистему, вокруг которой по более широкой орбите обращается четвертый, внешний компонент. Такая конфигурация отличается от более распространенных 2+2 систем, где две пары звезд вращаются вокруг общего центра масс. Изучение подобных объектов имеет большое значение для понимания процессов звездообразования, динамического взаимодействия светил и эволюции экзотических звездных тел.
На сегодняшний день астрономам было известно лишь о двух других кратных системах типа 3+1, однако они были значительно менее компактны, чем TIC 120362137. Авторы исследования отмечают, что открытие стало возможным благодаря уникальному стечению обстоятельств, а именно яркости системы. Это позволило использовать данные космического телескопа TESS в сочетании с наземными фотометрическими и спектроскопическими наблюдениями. Изначально астрономы не предполагали, что имеют дело с четырьмя звездами, однако тщательный анализ вариаций света позволил не только идентифицировать все четыре компонента, но и впервые для систем такого типа напрямую измерить их физические характеристики с помощью спектроскопии.
Результаты измерений показали, что внутренняя тройная система TIC 120362137 настолько тесная, что все три звезды располагаются в пространстве, не превышающем размеров орбиты Меркурия. Четвертая звезда обращается вокруг этого плотного трио на расстоянии, сопоставимом с орбитой Юпитера, совершая полный оборот за 1046 дней. Периоды обращения внутренних звезд значительно короче — от нескольких дней до 51 дня. Что касается физических параметров, три внутренние звезды оказались массивнее и горячее Солнца (в разной степени), причем самой массивной является главная звезда внутренней двойной, обозначенная как Aa. Четвертая, внешняя звезда, напротив, меньше и больше похожа на наше Солнце по размерам и температуре.
Ученые также обратили внимание на то, что орбиты в системе лежат в относительно плоской плоскости. По мнению исследователей, такая конфигурация, скорее всего, является «примордиальной», то есть сохранилась с момента формирования системы. Наиболее вероятным сценарием образования TIC 120362137 представляется последовательная фрагментация единого плоского протопланетного диска, которая привела к появлению звезд с почти равными массами, а последующая миграция внутри диска сформировала наблюдаемую сегодня компактную структуру.
В настоящее время орбиты звезд в системе стабильны, и, по расчетам ученых, они останутся таковыми на протяжении всего времени жизни звезд на главной последовательности. Однако компьютерное моделирование показывает, что в далеком будущем три внутренние звезды, скорее всего, сольются, что приведет к образованию двойной системы из белых карликов. Дальнейшее наблюдение за этой и подобными ей системами поможет астрономам лучше понять динамическую эволюцию редких кратных звездных архитектур.