Astronomi su prvi put potvrdili četverostruki zvjezdani sustav u kojem se, osim pomrčina unutar dvaju binarnih parova, događa i pomrčina između samih parova. U sustavu TIC 433545934 jedna binarna skupina povremeno prolazi ispred druge, a NASA-in svemirski teleskop TESS pritom je zabilježio tri uzastopna pada sjaja.
Rezultati su opisani u radu objavljenom na arXivu, koji je prema zapisu rada prihvaćen za objavu u časopisu Astronomy & Astrophysics. Autori ga opisuju kao prvi potvrđeni 2+2 sustav koji pokazuje i pomrčine unutar parova i pomrčine između njih.
Dvije binarne skupine u jednom sustavu
Oznaka 2+2 opisuje arhitekturu sustava: četiri zvijezde čine dva bliska binarna para. Zvijezde u svakom paru kruže oko zajedničkog težišta, dok se sama dva para gibaju po mnogo većoj vanjskoj orbiti. U paru A jedan obilazak traje oko 2,07 dana, a u paru B oko 1,41 dan. Dvije binarne skupine oko zajedničkog središta sustava obiđu za približno 224,5 dana.
Kada je orbitalna ravnina povoljno nagnuta prema Zemlji, jedna zvijezda prolazi ispred druge i privremeno smanjuje ukupni sjaj sustava. Iz oblika i trajanja tih padova astronomi mogu procijeniti veličine, temperature i druga svojstva zvijezda. Kozmos je već pisao o drugom sustavu s četiri zvijezde, no TIC 433545934 izdvaja se upravo neobičnom geometrijom pomrčina.
TESS je zabilježio tri uzastopna pada sjaja
Najzanimljiviji događaj zbio se tijekom vanjske orbite. Tada komponente para B prolaze ispred komponenti para A i u kratkom razdoblju stvaraju tri pada sjaja. U zabilježenom događaju jedna zvijezda para A bila je zaklonjena u sva tri pada, dok je druga sudjelovala samo u srednjem.
Slične vanjske pomrčine istraživači su pronašli i u arhivskim podacima pregleda ASAS-SN i ATLAS. Pomrčine se pritom ne pojavljuju u oba smjera: prema modelu, par B može pomračiti par A, ali obrnuti događaj nije opažen. Objašnjenje je u izduženoj vanjskoj orbiti, čija je ekscentričnost oko 0,62. Dvije se skupine dovoljno približe samo u području periapside, točke u kojoj su najbliže.
Kako su potvrdili da je riječ o jednom sustavu
Sama činjenica da se dva pomrčinska para vide na gotovo istom mjestu na nebu nije dovoljna za zaključak da čine jedan sustav. Moglo bi se raditi o dvjema nepovezanim binarnim zvijezdama koje se slučajno nalaze na istoj liniji pogleda.
Ključni trag stigao je iz vremenskih varijacija pomrčina. Kada se termini pomrčina u oba para pomiču u skladu, to pokazuje da parovi gravitacijski utječu jedan na drugi. Istraživači su te varijacije usporedili s TESS-ovim svjetlosnim krivuljama, zemaljskim mjerenjima i spektralnom raspodjelom energije, a zatim sve podatke analizirali fotodinamičkim modelom. Sličan pristup, u kojem pomrčine otkrivaju arhitekturu sustava, opisan je i u tekstu o sustavu sa šest zvijezda u kojem sve zvijezde imaju pomrčine.
Gotovo savršeno poravnate orbite
Analiza pokazuje da su tri relevantne orbitalne ravnine međusobno nagnute za manje od približno dva stupnja. To gotovo potpuno poravnanje objašnjava zašto iz našeg smjera možemo vidjeti toliko različitih pomrčina: i unutarnji parovi i gibanje skupina po vanjskoj orbiti odvijaju se gotovo u istoj ravnini.
Sustav je vrijedan zato što vanjske pomrčine daju informacije o međusobnom gibanju i svojstvima svih četiriju zvijezda — podatke koje ne bi bilo moguće dobiti promatranjem samo jednog binarnog para. Sitni pomaci vremena pomrčina i oblik ukupne svjetlosne krivulje pritom otkrivaju kako dvije skupine gravitacijski utječu jedna na drugu.
Procjene masa zvijezda ipak su nesigurnije jer za ovaj sustav nisu bila dostupna mjerenja radijalnih brzina. Orbitalna geometrija i periodi zato predstavljaju čvršći rezultat od pojedinačnih procjena masa, koje se oslanjaju na statističke modele i evolucijske proračune.
Prema evolucijskim modelima, za približno 152 milijuna godina masivnije zvijezde u oba para mogle bi se dovoljno proširiti da ispune svoje Rocheove lobuse. Tada bi mogao započeti prijenos materijala između zvijezda i sustav bi ušao u novu fazu razvoja. Za sada je najčvršći rezultat sama orbitalna arhitektura: TIC 433545934 pokazuje kako se pomrčine mogu odvijati i unutar binarnih parova i između njih.
