Ekstremalny układ czterech gwiazd. Takiego czegoś jeszcze nie widziano

Zespół badaczy korzystający z obserwacji teleskopu TESS odkrył układ gwiazd określany jako 3+1, gdzie trzy gwiazdy krążą bardzo blisko siebie, a czwarta znajdująca się nieco dalej, obiega je wszystkie naraz. Jak to jednak wygląda w rzeczywistości? Wyobraźmy sobie nasz Układ Słoneczny na uproszczonej grafice przedstawianej w podręcznikach fizyki i geografii. Najbliżej Słońca znajduje się Merkury, który porusza się najciaśniejszej orbicie. Dopiero za Merkurym znajduje się Wenus na szerszej orbicie, Ziemia na jeszcze szerszej i tak dalej. To teraz odnieśmy to do omawianego układu gwiazd. Gdyby w centrum Układu Słonecznego umieścić trzy najbliższe sobie gwiazdy, to zmieściłyby się one wewnątrz orbity Merkurego. Razem z czwartą, odleglejszą gwiazdą, cały układ 3+1 zmieściłby się wewnątrz orbity Jowisza.

Tego rodzaju złożone konfiguracje są rzadkością w kosmosie i co gorsza, są bardzo trudne do wykrycia. Badacze przekonują, że jest to najbardziej zwarty znany układ tego typu. Warto tutaj dodać, że wyjątkowe jest tutaj także to, że wszystkie cztery składniki udało się wyodrębnić za pomocą analizy spektroskopowej.

Badania indywidualnych parametrów każdej gwiazdy układu pozwoliły oszacować ich masy, promienie, temperatury oraz okresy orbitalne. Dwie najbliżej położone gwiazdy okrążają się co 3,28 dnia. Jedna z nich jest o 75 proc. masy Słońca cięższa, druga o 36 proc., natomiast trzeci składnik, o 48 proc. cięższy od Słońca, obiega tę parę w ciągu 51,3 dnia.

Najbardziej oddalona gwiazda, o masie zbliżonej do Słońca, potrzebuje na pełny obieg aż 1 045,5 dnia. Pomimo zaskakującego zagęszczenia całego układu, symulacje wskazują, że układ ten jest długoterminowo stabilny. Naukowcy ustalili to na podstawie stosunku okresów orbitalnych oraz komputerowych modeli ewolucji takiego układu.

Astronomowie postanowili także przeanalizować przyszłość tego fascynującego układu, uwzględniając przejście przez fazy czerwonych olbrzymów, odrzucanie zewnętrznych otoczek i wiele innych parametrów. Symulacje wykazały, że trzy wewnętrzne gwiazdy w ciągu najbliższych 300 mln lat połączą się w jednego masywnego białego karła. Z czasem w stadium białego karła przejdzie także czwarta gwiazda układu. Wtedy, za ponad 9 mld lat, cały układ zamieni się w parę białych karłów okrążających się raz na 44 dni. Tego zapewne już nie zdołamy zbadać.

Powyższe wnioski każą jednak zastanowić się, czy dzisiaj obserwowane ukłądy krążących wokół siebie białych karłów także nie zaczynały swojej ewolucji w taki fascynujący sposób. Ten jeden niepozorny układ czterech gwiazd rzuca zupełnie nowe światło na dynamikę wielokrotnych układów gwiazdowych.