Ένα τριπλό αστρικό σύστημα στο οποίο όλα τα άστρα αλληλοεκλείπτονται από τη δική μας οπτική ξεχωρίζει ως ένα από τα καλύτερα μελετημένα. Καθώς τα άστρα του γερνούν, είναι πιθανό ακόμη και να συγχωνευθούν.
Δύο άστρα σχηματίζουν ένα δυαδικό σύστημα, το οποίο περιφέρεται γύρω από ένα μεγαλύτερο, εξωτερικό άστρο. Το σύστημα, γνωστό ως TIC 295741342, απέχει 3,080 έτη φωτός από τη Γη και εντοπίστηκε από την αποστολή TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) της NASA. Αποτελείται από δύο άστρα σχεδόν πανομοιότυπα με τον ήλιο, τα οποία περιφέρεται ένα τρίτο, μεγαλύτερο άστρο με μάζα 1.7 ηλιακών μαζών.
Τριπλά συστήματα υπάρχουν πολλά στον γαλαξία, όμως το TIC 295741342 ξεχωρίζει επειδή και τα τρία άστρα κινούνται στο ίδιο επίπεδο τροχιάς, ευθυγραμμισμένο ακμοπρόσωπα ως προς εμάς. Το TESS καταγράφει καμπύλες φωτός, δηλαδή τη μεταβολή της λαμπρότητας με τον χρόνο. Συνήθως αναζητά μικρές πτώσεις φωτός από διελεύσεις εξωπλανητών, ωστόσο αποδίδει εξαιρετικά και στην παρακολούθηση εκλείψεων σε δυαδικά και τριπλά συστήματα.
Η καμπύλη φωτός του TIC 295741342, όπως την περιγράφει ο αστρονόμος της NASA Brian Powell από το Goddard Space Flight Center, θυμίζει «μοτίβο κεφάλι και ώμοι», ιδίως όταν αντιστρέφεται. Το TESS ανιχνεύει μια πτώση φωτός όταν τα δύο άστρα του δυαδικού αλληλοεκλείπτονται — ο ένας «ώμος». Έπειτα ακολουθεί βαθύτερη πτώση όταν το τρίτο, εξωτερικό άστρο περνά μπροστά από το δυαδικό και εκλείπτει και τα δύο, σχηματίζοντας το «κεφάλι». Καθώς το δυαδικό βγαίνει πίσω από το τρίτο άστρο αλλά συνεχίζει να εκλείπτεται εσωτερικά, η καμπύλη επιστρέφει στο αρχικό επίπεδο πτώσης — ο άλλος «ώμος» — πριν επανέλθει στη μέγιστη λαμπρότητα όταν καμία έκλειψη δεν συμβαίνει.
Ο Powell είπε στο Space.com ότι «πολύ λίγα γνωστά τριπλά αστρικά συστήματα είναι τόσο σχεδόν τέλεια ομοεπιπεδα όσο το TIC 295741342, ειδικά για ένα τόσο ευρύ σύστημα».
Με «ομοεπιπεδα» εννοεί ότι όλα τα άστρα κινούνται στο ίδιο επίπεδο, όπως και οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος βρίσκονται περίπου στο επίπεδο της εκλειπτικής. Οι πλανήτες μοιράζονται αυτό το επίπεδο επειδή σχηματίστηκαν από δίσκο αερίου και σκόνης γύρω από τον νεαρό ήλιο. Ο Powell θεωρεί ότι και τα άστρα του TIC 295741342 σχηματίστηκαν από έναν δίσκο που κατακερματίστηκε. «Ο προτοαστρικός δίσκος έσπασε σε κομμάτια και σχημάτισε αστρικούς συντρόφους», είπε.
Δεν σχηματίζονται όλα τα τριπλά συστήματα έτσι. Συχνά το τρίτο άστρο κινείται υπό γωνία ως προς το δυαδικό, επειδή αιχμαλωτίστηκε βαρυτικά από το ζεύγος όταν όλα βρίσκονταν ακόμη στο πυκνό περιβάλλον του σμήνους γέννησής τους.
Ο κατακερματισμός δίσκου δεν είναι σπάνιος. Έχουν εντοπιστεί εκατοντάδες ομοεπιπεδα τριπλά συστήματα, με τη λίστα να εμπλουτίζεται πρώτα από το Kepler της NASA και πλέον από το TESS. Ωστόσο λίγα είναι τόσο καλά μελετημένα όσο το TIC 295741342.
Τα δύο ηλιοειδή άστρα του δυαδικού περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε 4.75 ημέρες, σε απόσταση περίπου 6.61 εκατομμυρίων μιλίων (10.6 εκατομμύρια χιλιόμετρα). Οι μάζες τους προέκυψαν από μετρήσεις ακτινικής ταχύτητας με το φασματόμετρο του κατόπτρου Tillinghast διαμέτρου 1.5 μέτρου στο Αστεροσκοπείο Whipple στην Αριζόνα. Το τρίτο, εξωτερικό άστρο ολοκληρώνει μια περιφορά κάθε 412.8 ημέρες (1.13 έτη) σε απόσταση 157.7 εκατομμυρίων μιλίων (253.7 εκατομμύρια χιλιόμετρα).
Πρόκειται για πολύ ευρύτερη διάταξη από άλλες γνωστές τριπλές εκλείψεις, όπως το Lambda Tauri, που αναγνωρίστηκε το 1956 ως το πρώτο τριπλό εκλειπτικό σύστημα με εξωτερική τροχιά 30.5 ημερών. Ακόμη πιο «σφιχτό» είναι το TIC 290061484, που εντόπισε το TESS το 2024: το κεντρικό δυαδικό έχει περίοδο 1.8 ημέρες και το εξωτερικό άστρο μόλις 24.5 ημέρες.
Θα μπορούσαν τέτοια τριπλά συστήματα να φιλοξενούν πλανήτες; Γύρω από δυαδικά άστρα υπάρχει ζώνη αποκλεισμού για κυκλοαστρικούς πλανήτες: δεν μπορούν να βρίσκονται πιο κοντά από τετραπλάσια της περιόδου του δυαδικού. Για το εσωτερικό δυαδικό του TIC 295741342 αυτό σημαίνει αστάθεια μέχρι περίοδο 19 ημερών — ακόμη σχετικά κοντά στα άστρα. Ωστόσο, η παρουσία του τρίτου άστρου, λίγο πιο έξω από την απόσταση Άρη–Ήλιου, περιορίζει περαιτέρω πολλές πιθανές τροχιές μακρύτερα από το δυαδικό. Το τρίτο άστρο θα μπορούσε να έχει δικούς του πλανήτες, αλλά και πάλι το δυαδικό θα έκανε ασταθείς τις πιο μεγάλες τροχιές.
Σε ευρύτερα τριπλά συστήματα μπορεί να υπάρχουν σταθερές πλανητικές τροχιές, με προϋποθέσεις. «Η τροχιά ενός πλανήτη θα έπρεπε να είναι πολύ μεγάλη», είπε ο Powell. «Και θα ήταν δύσκολο να εντοπιστεί».
Ένα από τα πιο ευρέα τριπλά εκλειπτικά συστήματα είναι το TIC 99013269, όπου το εξωτερικό άστρο έχει περίοδο 604 ημερών σε απόσταση περίπου 230 εκατομμυρίων μιλίων (370 εκατομμύρια χιλιόμετρα) — λιγότερο από τη μισή απόσταση Δία–Ήλιου.
Αξίζει και η σκέψη για το τι θα έβλεπαν υποθετικοί κάτοικοι σε κόσμους ή φεγγάρια γύρω από το εξωτερικό άστρο κατά τη διάρκεια των εκλείψεων. Φανταστείτε έναν κόσμο με κατοικήσιμο, παλιρροϊκά κλειδωμένο φεγγάρι. Τις περισσότερες φορές θα δέχεται κάποιο είδος φωτός: από το κεντρικό του άστρο (το εξωτερικό του συστήματος), από το δυαδικό λίγο πιο πέρα ή και από ανακλώμενο φως του πλανήτη. Κάποιες φορές όμως οι εκλείψεις θα ευθυγραμμιστούν: το εξωτερικό άστρο θα εκλείψει το δυαδικό και, όπως θα φαίνεται από το φεγγάρι, ο πλανήτης θα εκλείψει το εξωτερικό άστρο. Μόνο τότε το ημισφαίριο του φεγγαριού που βλέπει τον πλανήτη θα βυθιστεί σε πλήρες σκοτάδι.
Όσο η ομοεπίπεδη γεωμετρία του TIC 295741342 αποκαλύπτει την αρχή του, άλλο τόσο οι μετρήσεις μάς μιλούν για το τέλος του. Το εξωτερικό άστρο έχει αρχίσει να γερνά. Έχει φύγει από την κύρια ακολουθία των ήλιων που καίνε υδρογόνο και έχει γίνει ερυθρός γίγαντας. Έχει ήδη διογκωθεί σε διάμετρο 10.6 φορές μεγαλύτερη από του ήλιου μας και θα συνεχίσει να επεκτείνεται. Κάποια στιγμή θα γίνει τόσο μεγάλο και αραιό ώστε η βαρύτητα του δυαδικού να αρχίσει να του αποσπά ύλη, με απρόβλεπτες συνέπειες.
Τα αραιά εξωτερικά του στρώματα μπορεί να σχηματίσουν κοινό φάκελο ύλης που θα περικλείσει και τα τρία άστρα. Αυτό θα μπορούσε να κάνει ασταθή την τροχιά του δυαδικού και ενδεχομένως να οδηγήσει σε συγχώνευσή του. Αργότερα, όταν και το δυαδικό περάσει στη φάση ερυθρού γίγαντα, πολύ μετά τη μετατροπή του εξωτερικού άστρου σε λευκό νάνο, η μεταφορά μάζας μπορεί να αντιστραφεί: ύλη θα πέφτει πάνω στον λευκό νάνο, πυροδοτώντας εκρήξεις που θα φαίνονται στον γαλαξία ως εκλάμψεις νόβα.
Φαίνεται λοιπόν πως η ιστορία των τριών άστρων του TIC 295741342 είναι ήδη σε γενικές γραμμές γραμμένη, χάρη στις προσεκτικές παρατηρήσεις: τέσσερα χρόνια μελετών ακτινικής ταχύτητας για τον υπολογισμό της μάζας των πλανητών, τις εκλείψεις που είδε το TESS και τον προσδιορισμό του σχήματος της τροχιάς του εξωτερικού άστρου.
«Η αξία αυτού του συστήματος είναι τα ολοκληρωμένα δεδομένα», είπε ο Powell. «Αυτό το κάνει εξαιρετικό υποψήφιο για μελέτες εξέλιξης».
Οι παρατηρήσεις του TIC 295741342 περιγράφονται σε άρθρο που βρίσκεται αυτή τη στιγμή στο αποθετήριο προδημοσιεύσεων arXiv.
Το παρόν κείμενο δημιουργήθηκε με τη χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
