Astronomer har nyligen upptäckt ett extraordinärt quadruple star system som har väckt stor uppmärksamhet inom astronomin. Systemet, kallat TIC 120362137, är det mest kompakta kända quadruple star system i en så kallad 3+1-konfiguration. Upptäckten publicerades i den vetenskapliga tidskriften Nature och leddes av forskare från Universitetet i Szeged i Ungern.
Det mest fascinerande med detta quadruple star system är dess extremt täta struktur. Hela systemet är så kompakt att det teoretiskt skulle kunna få plats mellan Jupiter och solen i vårt eget solsystem. Studier av detta quadruple star system hjälper forskare att bättre förstå hur stjärnor bildas, utvecklas och påverkar varandra genom gravitationella krafter.
Vad gör detta Quadruple Star System så unikt
Det nyupptäckta quadruple star system TIC 120362137 består av fyra stjärnor i en ovanlig struktur. Tre av stjärnorna kretsar mycket nära varandra, medan den fjärde stjärnan rör sig i en större bana runt dessa tre.
Den inre trion av stjärnor
Den innersta delen av detta quadruple star system består av tre stjärnor som ligger extremt nära varandra. Faktum är att hela denna trio skulle kunna rymmas inom Merkurius omloppsbana runt solen.
Denna täta struktur utmanar tidigare teorier om hur små och kompakta fler-stjärniga system kan vara.
Forskningsledaren Tamás Borkovits från Universitetet i Szeged förklarade hur forskarna först började misstänka något ovanligt.
Han berättade att när teamet analyserade de första observationerna från TESS, insåg de att systemet faktiskt var ett mycket kompakt trippelstjärnsystem där flera förmörkelser kunde observeras.
I början trodde forskarna dock att de hade hittat ett mer vanligt binärt stjärnsystem.
Tidiga observationer från TESS
Upptäckten började när astronomer analyserade data från NASA:s TESS-satellit (Transiting Exoplanet Survey Satellite).
Under observationerna märkte forskarna att två stjärnor i detta quadruple star system förmörkade varandra var 3,3:e dag. Dessa förmörkelser orsakade små minskningar i ljusstyrkan som varade ungefär en till två timmar.
Sådana ljusvariationer är vanliga i binära stjärnsystem och därför verkade fenomenet först inte särskilt ovanligt.
Men när forskarna analyserade data mer noggrant upptäckte de ytterligare förändringar i ljusstyrkan.
Tecken på en tredje stjärna
Vid fortsatt analys såg astronomerna längre förmörkelser som inträffade ungefär var 25:e till 26:e dag.
Detta tydde på att en tredje stjärna påverkade systemet.
Tamás Borkovits förklarade att dessa observationer gjorde det klart att systemet inte bara bestod av två stjärnor utan minst tre.
Den tredje stjärnan visade sig ha en omloppsperiod på cirka 51 dagar.
Vid denna punkt förstod forskarna att de studerade ett mycket ovanligt triply eclipsing triple star system – ett trippelstjärnsystem där flera förmörkelser sker.
Men systemet visade sig vara ännu mer komplext.
Upptäckten av den fjärde stjärnan
Efter ytterligare studier använde forskarna Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) vid det 1,5 meter stora Tillinghast-teleskopet i Arizona.
Med hjälp av dessa observationer kunde astronomerna bekräfta att TIC 120362137 faktiskt är ett komplett quadruple star system.
Den fjärde stjärnan kretsar runt den innersta trion med en omloppsperiod på cirka 1 046 dagar, vilket motsvarar drygt tre år.
Detta är den kortaste kända omloppsperioden för den yttre stjärnan i ett 3+1 quadruple star system.
Detta gör TIC 120362137 till det mest kompakta quadruple star system som hittills har upptäckts.
Varför är ett Quadruple Star System svårt att upptäcka
Att identifiera ett quadruple star system är mycket komplicerat.
Astronomer använder vanligtvis flera metoder, till exempel:
- förändringar i ljusstyrka
- spektralanalys av stjärnljus
- långvariga observationer av omloppsrörelser
Problemet är att den fjärde stjärnan ofta har en mycket lång omloppsperiod.
Tamás Borkovits förklarade att det ibland kan ta flera decennier att identifiera en fjärde komponent i ett sådant system.
Därför är upptäckten av detta quadruple star system särskilt imponerande.
Framtida utveckling av detta Quadruple Star System
Forskarna genomförde också simuleringar för att förutsäga hur detta quadruple star system kommer att utvecklas i framtiden.
Steg 1 – En röd jätte bildas
Den mest massiva stjärnan i den innersta binären kommer först att expandera och bli en röd jätte.
När detta sker kommer den att smälta samman med sin närmaste följeslagare.
Den nya stjärnan som bildas kallas A’.
Steg 2 – Ytterligare sammanslagningar
Efter den första sammanslagningen kommer denna nya stjärna så småningom att kollidera med den tredje stjärnan i systemet.
Forskarna uppskattar att detta kommer att ske om cirka 276 miljoner år.
Dessa processer kommer gradvis att förändra strukturen hos detta quadruple star system.
Steg 3 – Bildandet av vita dvärgar
Till slut kommer stjärnorna i detta quadruple star system att utvecklas till vita dvärgar.
Vita dvärgar är täta stjärnrester där kärnfusion inte längre sker.
Slutresultatet av utvecklingen kommer att vara ett binärt system av två vita dvärgar.
Dessa två stjärnrester kommer att kretsa runt varandra med en omloppsperiod på ungefär 44 dagar.
Varför detta Quadruple Star System är viktigt
Upptäckten av TIC 120362137 ger forskare en unik möjlighet att studera komplexa gravitationella system.
Detta quadruple star system hjälper astronomer att:
- förstå hur flerstjärniga system bildas
- analysera gravitationell stabilitet i täta system
- förbättra modeller av stjärnornas evolution
- studera orbital mekanik i extrema miljöer
Eftersom sådana system är mycket sällsynta är varje ny upptäckt avgörande för vår förståelse av universum.
Upptäckten av quadruple star system TIC 120362137 markerar ett viktigt genombrott inom modern astronomi. Systemets extremt kompakta struktur visar att stjärnor kan bilda mycket komplexa gravitationella system även inom små områden i rymden.
Genom observationer från TESS-satelliten och avancerade teleskop kunde astronomerna avslöja detta ovanliga quadruple star system och dess dynamiska struktur. I framtiden kommer systemet att genomgå flera stjärnsammanslagningar och till slut utvecklas till ett binärt system av två vita dvärgar.
Studien av detta quadruple star system ger värdefulla insikter om stjärnornas livscykel och hjälper forskare att bättre förstå hur universums mest komplexa stjärnsystem fungerar.
Vanliga frågor
1. Vad är ett quadruple star system?
Ett quadruple star system är ett stjärnsystem som består av fyra stjärnor som kretsar runt varandra genom gravitation.
2. Varför är TIC 120362137 så speciellt?
Det är det mest kompakta kända quadruple star system i en 3+1-struktur där tre stjärnor ligger mycket nära varandra.
3. Vad kommer att hända med systemet i framtiden?
Med tiden kommer stjärnorna i detta quadruple star system att smälta samman och slutligen bilda två vita dvärgar.