Астрономы открыли компактную тройную звездную систему с рекордно коротким орбитальным периодом

Системы из трех звезд, связанных между собой гравитационным взаимодействием и обращающихся вокруг общего центра масс, ученые называют тройными звездными системами. От одиночных звезд они отличаются сложным динамическим поведением и разнообразием орбитальных конфигураций.

Например, ближайшая к Солнцу звездная система Альфа Центавра состоит из двух солнцеподобных звезд (Альфа Центавра A и B) и красного карлика Проксима Центавра — третьего светила, что обращается вокруг них на большом расстоянии. В 2017 году астрономы окончательно подтвердили, что Проксима Центавра гравитационно связана с Альфой Центавра A и B, закрепив за ней статус тройной системы.

Однако недавно обнаруженная система TIC 290061484 отличается от наблюдаемых ранее. Ее уникальность обусловлена компактностью и сложной динамикой, а также чрезвычайно коротким орбитальным периодом в 24,5 дня. Напомним, рекорд в 33 дня принадлежал тройной системе Лямбда Тельца и продержался 68 лет. 

Совершить открытие, результаты которого представлены в журнале The Astrophysical Journal, удалось с помощью орбитальной обсерватории NASA TESS, фиксирующей изменения яркости звезд при их затмении. 

Наблюдая за необычными изменениями в кривой блеска TIC 290061484, астрономы пришли к выводу, что в системе присутствует третья звезда. Периодически она затмевает внутреннюю бинарную систему (и сама затмевается ею).

Сначала исследователи проанализировали огромные массивы данных, применив машинное обучение для предварительного обнаружения затмений. Затем разработали сложную фотодинамическую модель, основанную на физических законах гравитации. Она учитывает взаимодействие трех звезд и их влияние на орбитальные параметры друг друга.

Отметим, что анализировать данные помогали астрономы-любители из проекта Visual Survey Group, которые в итоге стали соавторами научной работы.

Результаты моделирования показали, что орбитальный период внутренней бинарной системы из двух массивных звезд с массами 6,85 и 6,11 солнечной массы соответственно составляет всего 1,8 дня. Масса третьей звезды, которая обращается вокруг них с периодом в 24,5 дня, равняется 7,90 массы Солнца. Все три звезды периодически затмевают друг друга.

Ученые также выяснили, что система TIC 290061484 — часть еще одной более сложной структуры, иерархической четверной системы. Четвертая звезда, масса которой составляет около шести масс нашего светила, обращается вокруг тройной системы с периодом примерно 3200 дней (приблизительно девять земных лет). 

«Обнаружение TIC 290061484 показывает, насколько разнообразными могут быть звездные системы в нашей Галактике», — отметил ведущий автор исследования Веселин Костов из Центра космических полетов имени Годдарда NASA.

Такие компактные тройные системы, как TIC 290061484, редко встречаются в наблюдаемой Вселенной. Авторы научной работы также сообщили, что примерно через 20 миллионов лет все три звезды сольются в одну, это приведет к взрыву сверхновой II типа и образованию нейтронной звезды. 

Открытие имеет большое значение для понимания процессов формирования и эволюции сложных звездных систем, позволяя астрономам изучать гравитационное взаимодействие между светилами.