Астрономы идентифицировали наиболее компактную на текущий момент систему из четырёх звёзд, обладающую необычной конфигурацией «3+1», где одна звезда вращается вокруг плотно сгруппированной тройной системы. Этот объект, получивший обозначение TIC 120362137, был обнаружен в ходе наблюдений, выполненных космическим телескопом TESS, функционирующим при поддержке NASA.

В подобных системах три звезды формируют сплочённое ядро, а четвёртая вращается вокруг него по более протяжённой траектории. Для системы TIC 120362137 три внутренних элемента находятся в пространстве, сравнимом по объёму с орбитой Меркурия, в то время как внешняя звезда располагается на удалении, сопоставимом с орбитой Юпитера.

Многокомпонентные системы, состоящие из тел со схожей массой, как правило, признаются неустойчивыми. Взаимодействие посредством гравитации в таких системах нередко приводит к их распаду. Таким образом, выявление устойчивой конфигурации подобного рода представляет уникальную возможность для проверки современных представлений о динамике звёздных скоплений.

По словам соавтора исследования Тибора Митняна, обнаруженная система оказалась наиболее компактной среди всех известных четверных систем с иерархией «3+1». Также это единственный объект своего рода, где спектральные линии всех четырёх звёзд удалось разделить, что открывает возможность для их индивидуального изучения.

Благодаря наблюдениям затмений и спектральному анализу удалось установить ключевые характеристики компонентов системы: возраст, массу, радиус, температуру и периоды обращения по орбите. Две ближайшие звезды совершают оборот вокруг друг друга за 3,28 суток. Их массы на 75% и 36% больше массы Солнца соответственно. Третья звезда, вращающаяся вокруг этой пары за 51,3 дня, обладает массой, превышающей солнечную примерно на 48.

Четвёртая звезда по массе сопоставима с Солнцем и завершает полный оборот вокруг внутренней тройной системы за 1045,5 суток. При этом, несмотря на очень близкое расположение составляющих, система сохраняет динамическую устойчивость.

Научные исследования подтвердили её устойчивость, опираясь как на анализ взаимосвязи периодов обращения, так и на результаты компьютерного моделирования. Выполненные расчёты продемонстрировали, как будет изменяться её строение на протяжении миллиардов лет.

Согласно результатам моделирования, после этапов красного гиганта и существенной потери массы три внутренние звезды в конечном итоге объединятся, образовав один белый карлик. В соответствии с астрономическими масштабами, на это потребуется сравнительно небольшое время – приблизительно 300 миллионов лет. Впоследствии система превратится в пару белых карликов, вращающихся друг вокруг друга с орбитальным периодом около 44 дней.

По мнению учёных, текущее состояние системы превратится в фазу, характеризующуюся наличием белых карликов, приблизительно через 9,4 миллиарда лет. Однако, как утверждают астрономы, установить, что некоторые двойные звёздные системы, которые мы видим сейчас, образовались из подобных сложных структур, крайне затруднительно, даже при проведении анализа в ретроспективе.

По словам Митняна, если бы подобную пару белых карликов обнаружили сегодня, то наблюдатели, вероятно, не смогли бы сразу определить, что когда-то она являлась частью необычной, плотной квадруплетной системы с периодом обращения внешней орбиты приблизительно в тысячу дней.