Астрономы идентифицировали необычную звездную систему, которая оказалась самой малой по размеру из всех ранее открытых систем, включающих четыре звезды. Данный объект, обозначенный как TIC 120362137, был детально изучен и представлен в новом докладе, опубликованном в журнале Nature Communications. Исследователи определили, что все четыре звезды этой системы расположены в пределах пространства, размеры которого не больше орбиты Юпитера, таким образом, диаметр самой удаленной орбиты в системе приблизительно равен расстоянию от Солнца до Юпитера.
Выявленная система принадлежит к весьма необычному иерархическому типу 3+1. Это подразумевает, что три звезды формируют плотную внутреннюю группу, а вокруг неё по более отдалённой орбите движется четвёртый, внешний объект. Данное расположение отличается от более типичных систем 2+2, в которых две пары звёзд вращаются вокруг общего центра масс. Исследование подобных объектов крайне важно для раскрытия закономерностей формирования звёзд, динамического взаимодействия небесных тел и эволюции экзотических звёзд.
До этого момента астрономы знали о двух других кратных системах, состоящих из трех звезд и одной планеты, но они были гораздо более удалены от нас, чем TIC 120362137. Ученые подчеркивают, что открытие стало результатом редкого совпадения факторов, в частности, высокой яркости системы. Это дало возможность объединить данные, полученные с космического телескопа TESS, и наземные фотометрические и спектроскопические наблюдения. Первоначально астрономы не подозревали о наличии четырех звезд, но детальный анализ изменений в свете позволил не только установить наличие всех четырех компонентов, но и впервые для систем подобного рода непосредственно определить их физические параметры при помощи спектроскопии.
Анализ данных измерений выявил, что внутреннее тройное звёздное скопление TIC 120362137 характеризуется чрезвычайно близким расположением звёзд, при этом все три компонента умещаются в пространстве, размеры которого не превышают орбиту Меркурия. Четвёртая звезда вращается вокруг этого компактного трио на расстоянии, сравнимом с орбитой Юпитера, совершая полный оборот за 1046 дней. Периоды обращения внутренних звёзд значительно меньше – от нескольких дней до 51 дня. Физические характеристики внутренних звёзд свидетельствуют о том, что они массивнее и горячее Солнца (в разной степени), причём главной является центральная звезда внутренней двойной системы, обозначенная как Aa. Внешняя, четвёртая звезда, в свою очередь, меньше по размерам и по температуре больше напоминает наше Солнце.
Анализ показал, что орбиты объектов в этой системе расположены почти в одной плоскости. Специалисты полагают, что эта особенность, вероятно, сохранялась с самого начала формирования системы. Сценарий создания TIC 120362137, по мнению ученых, заключался в последовательном разрушении исходного плоского протопланетного диска, что привело к возникновению звезд с сопоставимыми массами. Затем, в процессе миграции внутри диска, образовалась наблюдаемая сегодня плотная структура.
На данный момент орбиты звезд в этой системе остаются устойчивыми, и, согласно научным расчетам, они не изменятся в течение всего периода, пока звезды находятся на главной последовательности. Тем не менее, компьютерное моделирование прогнозирует, что в отдаленной перспективе три внутренних звезды, вероятно, объединятся, что приведет к формированию двойной системы, состоящей из белых карликов. Продолжающиеся наблюдения за этой и аналогичными системами позволят астрономам глубже понять закономерности развития сложных кратных звездных систем.