Космический квартет-рекордсмен: четыре звезды устроили самое сложное затмение во Вселенной

В этом обзоре мы расскажем об уникальном астрономическом открытии, сделанном международной группой исследователей. Статья, принятая к публикации в астрофизическом журнале Astronomy and Astrophysics, посвящена системе TIC 433545934. Главное открытие заключается в том, что это первая известная науке звездная система 2+2, в которой обе пары звезд регулярно затмевают друг друга, и при этом одна пара также затмевает звезды соседней пары. Это сложное взаимодействие было обнаружено с помощью космического телескопа TESS, а затем подтверждено архивными данными наземных обсерваторий.

Система TIC 433545934 представляет собой четыре звезды, организованные в две тесные пары, которые, в свою очередь, вращаются вокруг общего центра масс. Внутренние орбиты в каждой паре имеют периоды всего 2,07 и 1,41 дня, что означает, что звезды в каждой паре совершают оборот друг вокруг друга менее чем за два дня. При этом вся четверка совершает полный оборот по общей орбите за 224,5 дня.

Такая компактная конфигурация делает эту систему пятой по плотности среди всех известных четверных систем подобного типа. Однако настоящей сенсацией стало наблюдение тройного внезапного падения яркости в данных TESS, которое произошло, когда звезды одной пары по очереди затмили обе звезды соседней пары. Это событие длилось всего около полутора дней, но дало ученым бесценную информацию о геометрии системы.

Чтобы полностью понять структуру этой уникальной системы, астрономы применили сложный метод фотодинамического моделирования. Этот подход объединяет сразу три типа данных: кривые блеска, показывающие изменения яркости звезд во времени, вариации моментов затмений, вызванные гравитационным влиянием звезд друг на друга, и спектральное распределение энергии, которое позволяет определить температуру и светимость звезд.

Анализ показал, что в одной паре обращаются две очень похожие звезды позднего A-спектрального класса с массами около 2,3 и 2,15 масс Солнца. В другой паре звезды различаются сильнее: первичная звезда имеет массу 2,26 солнечных, а ее компаньон всего 1,35 солнечных. Интересно, что температуры всех трех более массивных звезд близки к 8800 Кельвинов, что говорит об их сходном происхождении.

Важной особенностью системы является высокая вытянутость внешней орбиты: ее эксцентриситет составляет 0,62. Из-за этого звезды сближаются максимально лишь в одной точке орбиты, и именно там происходят наблюдаемые взаимные затмения между парами. При этом все три орбитальные плоскости системы почти совпадают, углы между ними не превышают двух градусов. Это указывает на то, что система сформировалась из единого плоского газопылевого диска, который последовательно распался на фрагменты, образовавшие две двойные системы.

Возраст всей системы оценивается примерно в 580 миллионов лет, что относительно немного для звездных систем. Ученые предполагают, что через примерно 150 миллионов лет наиболее массивные звезды начнут переполнять свои полости Роша, что приведет к активному обмену веществом между компонентами системы.

В ходе исследования также были проанализированы архивные данные обзоров ASAS-SN и ATLAS, охватывающие последнее десятилетие. Это позволило не только подтвердить период внешней орбиты, но и показать, что взаимные затмения между парами происходят только вблизи периастра, то есть в точке наибольшего сближения.

Благодаря этому удалось окончательно исключить возможность ошибочной интерпретации периода как 112 дней. Анализ вариаций времени затмений показал, что эффект светового времени (запаздывание сигнала из-за конечной скорости света) объясняет лишь половину наблюдаемых колебаний, а вторая половина вызвана динамическими возмущениями — гравитационным влиянием звезд соседней пары, которое периодически изменяет орбитальные периоды друг друга.

Результаты этого исследования имеют большое значение для понимания эволюции кратных звездных систем. Обнаружение системы TIC 433545934 показывает, что компактные четырех-звездные системы с взаимными затмениями существуют и могут быть обнаружены современными методами. Это открывает новые возможности для изучения динамической эволюции таких сложных систем и проверки теорий звездообразования.

В перспективе дальнейшие наблюдения, в том числе с помощью новых космических телескопов, помогут уточнить параметры системы и проследить за ее долгосрочной эволюцией. Ученые также отмечают, что эта система представляет собой идеальную естественную лабораторию для проверки теорий гравитационного взаимодействия в сильно связанных кратных системах, что имеет значение не только для астрофизики, но и для фундаментальной физики в целом.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях