Les astronomes repèrent le système à quatre étoiles le plus dense à ce jour

Les astronomes ont identifié un système stellaire rare et étroitement lié dans lequel une étoile binaire à éclipses (deux étoiles qui se croisent de notre point de vue) éclipse également une troisième étoile, tandis qu'une quatrième étoile orbite plus loin.

Le groupe international d'astronomes qui a fait la découverte affirme qu'il s'agit du système quadruple stellaire le plus compact jamais découvert, car l'étoile la plus externe, en orbite autour des trois étoiles intérieures, a la période la plus courte jamais enregistrée. Le étudepublié mardi dans Nature, examine de plus près le monde étrange et chaotique des systèmes stellaires hiérarchiques.

Quatre c'est une foule

À l'aide du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, l'équipe à l'origine de la découverte était à la recherche de systèmes à trois étoiles et en a découvert un se comportant plutôt étrangement. Au début, la luminosité de l'objet a diminué pendant environ 1,5 jours, ce qui indique qu'il est constitué d'au moins deux étoiles en orbite l'une autour de l'autre. Ensuite, tous les 26 jours, l’objet disparaîtrait à nouveau, confirmant la présence d’une troisième étoile dans le système.

Des observations supplémentaires ont montré qu'un système à trois étoiles n'était pas suffisant pour expliquer le comportement de l'objet, les variations temporelles des éclipses révélant qu'une quatrième étoile supplémentaire devait être présente dans le système.

TESS a observé le système stellaire, nommé TIC 120362137, entre 2019 et 2024. Les astronomes ont utilisé les données pour déterminer la période orbitale de la quatrième étoile, qui s'est avérée durer 1 045,5 jours. Il s’agit de la période orbitale la plus courte jamais observée pour une quatrième étoile externe dans un système de ce type.

Les trois étoiles intérieures sont toutes regroupées dans une zone de taille similaire à l'orbite de Mercure autour du Soleil, tandis que la quatrième étoile s'étend plus loin dans une zone comparable à l'orbite de Jupiter. Les trois étoiles les plus intérieures sont plus massives et plus chaudes que le Soleil, tandis que la compagne la plus extérieure ressemble davantage à notre étoile hôte.

« Les étoiles se forment généralement en groupes via l'effondrement de grands nuages ​​​​moléculaires contenant de la poussière et du gaz, et elles peuvent former diverses structures telles que des amas, des associations faiblement liées, ou des binaires, des triples, des quadruples, etc., en fonction principalement de leur environnement de formation et de la manière dont les interactions gravitationnelles avec d'autres objets affectent ce processus », a déclaré à Gizmodo Tibor Mitnyan, chercheur de l'Université de Szeged en Hongrie et co-auteur du nouvel article. « Cependant, la formation de systèmes hiérarchiques compacts est un domaine de l'astrophysique stellaire très activement étudié et comportant de nombreuses questions et incertitudes. »

Un duo stellaire

Grâce aux paramètres dynamiques uniques, l’équipe à l’origine de l’étude a également pu modéliser l’évolution future de ce système stellaire quadruple. Dans environ 300 millions d’années, les étoiles intérieures vont fusionner en une seule naine blanche (un noyau extrêmement dense de grandes étoiles).

« La naine blanche la plus massive est formée après deux fusions des trois étoiles intérieures, tandis que la naine blanche la moins massive est simplement formée à partir de la quatrième étoile, la plus éloignée », a déclaré Mitnyan. Les deux étoiles naines blanches restantes continueront à tourner l’une autour de l’autre, complétant une orbite en 44 jours environ.

« Il est également intéressant de noter que si un tel système à double naine blanche était découvert aujourd'hui, les observateurs n'auraient probablement aucune idée qu'il pourrait provenir d'un système quadruple 3+1 aussi compact et exotique avec une période extérieure d'environ mille jours », a ajouté Mitnyan.