El sistema estelar más compacto jamás visto: cuatro soles bailan juntos y desafían la física en el espacio

Científicos de diferentes países, dedicados al estudio de los confines del universo, han identificado el sistema estelar cuádruple más compacto conocido hasta la fecha. Este sistema, nombrado TIC 120362137, representa un caso excepcional dentro de la astronomía moderna gracias a su compleja estructura jerárquica, definida por expertos como de tipo 3+1. En este esquema particular, tres estrellas se agrupan para formar un subsistema interior, mientras una cuarta estrella orbita alrededor de ese núcleo tripartito, configurando así un escenario gravitacional poco frecuente y digno de atención.

El logro es fruto de una conjunción de observaciones meticulosas realizadas con el satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA, por sus siglas en inglés). Estas observaciones se complementaron con mediciones espectroscópicas efectuadas desde telescopios terrestres ubicados en diferentes puntos del planeta. Gracias a este trabajo conjunto, los astrónomos pudieron avanzar en la comprensión de sistemas estelares múltiples y acercarse a los misterios de su evolución y estabilidad.

Uno de los aspectos que más destaca en TIC 120362137 es la extraordinaria cercanía entre sus componentes. Las tres estrellas que integran el núcleo del sistema ocupan un espacio semejante al que corresponde a la órbita de Mercurio alrededor del Sol, mientras que la cuarta estrella circunda a este trío a una distancia solo ligeramente menor que la que separa al planeta Júpiter de nuestra estrella. Según las mediciones, el par más interno está conformado por una estrella con el 75% de la masa solar y otra con el 36%, en una órbita mutua que completan cada 3,28 días, lo que indica fuertes interacciones gravitacionales.

El análisis posterior permitió descubrir que una tercera estrella, con el 48% de la masa del Sol, orbita a la binaria principal cada 51,3 días. Más allá de este trío, los datos espectroscópicos confirmaron la presencia de una cuarta estrella de masa casi igual a la del Sol, que realiza un viaje completo alrededor de todo el conjunto en 1.045 días, equivalentes a poco más de tres años.

Una hazaña relevante de la investigación es haber conseguido descomponer las líneas espectrales de las cuatro estrellas en un sistema tan compacto, hecho que posibilitó determinar con gran precisión las propiedades individuales de masa, radio, temperatura y edad de cada una de ellas. Además, las simulaciones numéricas sugieren que, a pesar de la proximidad entre los astros, la estructura del sistema permanece estable, gracias a la diferencia en los periodos orbitales de los componentes, lo que ayuda a mantener separadas las escalas dinámicas y reduce el riesgo de perturbaciones desestabilizadoras.

Respecto a su futuro, los modelos de evolución estelar estiman que, alrededor de 9.400 millones de años hacia adelante, las tres estrellas interiores se expandirán hasta convertirse en gigantes rojas antes de unirse en una sola enana blanca. Así, el sistema final acabaría con dos enanas blancas en una órbita común cada 44 días y la cuarta estrella girando como compañera lejana. El análisis de TIC 120362137 no solo desafía las estimaciones previas sobre la formación de sistemas estelares múltiples, sino que fortalece los modelos actuales de dinámica gravitacional bajo condiciones extremas.

¿Por qué es importante identificar sistemas estelares múltiples tan compactos?

El estudio y la identificación de sistemas estelares múltiples ultracompactos resultan esenciales para comprender las fuerzas que influyen en la formación y la evolución de estrellas en el universo. Al analizar configuraciones tan complejas y cercanas entre sí, los astrónomos pueden probar los límites de los modelos teóricos existentes y descifrar los procesos físicos que rigen la dinámica de estos entornos.

Además, la observación detallada de estos sistemas ofrece una herramienta invaluable para validar o ajustar teorías sobre interacción gravitacional, evolución estelar y estabilidad a largo plazo de sistemas compuestos. Así, cada hallazgo como el de TIC 120362137 permite mejorar la comprensión de la vida y el destino de las estrellas en nuestra galaxia y más allá.