Sistemas estelares triplemente eclipsantes


Las estrellas con la masa del Sol o más grandes suelen estar acompañadas por una o más estrellas compañeras en órbita. El sistema se forma cuando la gravedad contrae el gas y el polvo de una nube interestelar hasta que se desarrollan grupos lo suficientemente densos como para fusionarse en estrellas. Se desarrollan múltiples sistemas estelares, según un modelo, cuando la nube tiene un ligero giro. Eso genera un disco que luego se fragmenta para producir múltiples estrellas.

Un esquema de un sistema estelar triplemente eclipsante visto desde arriba del plano orbital. El círculo verde y la pista verde marcan la estrella terciaria, mientras que las pistas rojas/azules interiores son para el par binario eclipsante interior. Solo se conocen una veintena de sistemas estelares triplemente eclipsantes; Los astrónomos han utilizado las observaciones de TESS, combinadas con otros conjuntos de datos, para estudiar seis nuevos. Crédito: Rappaport, et al. 2022

En un modelo de la competencia, la turbulencia en la nube provoca que los grupos se fragmenten en múltiples sistemas. Cuando la órbita de un par de estrellas binarias cae a lo largo de nuestra línea de visión, las estrellas forman un binario eclipsante. Los binarios eclipsantes ordinarios, aproximadamente del tamaño de la masa solar, tienen períodos típicos de días. Los sistemas estelares triples también pueden ser eclipsantes, pero debido a que la tercera estrella en un triplete típico orbita más lejos (está más lejos para que el sistema permanezca relativamente estable y no expulse una de las estrellas), su período es más cercano a un año y se necesita un seguimiento más prolongado para detectarlos y estudiarlos. Hasta la fecha, se conocen más de un millón de sistemas binarios eclipsantes, pero solo se han publicado veinte sistemas triplemente eclipsantes.

Los sistemas triplemente eclipsantes, así como los binarios, ofrecen la ventaja de permitir a los astrónomos medir de manera confiable varias características físicas degeneradas de los sistemas, incluidas las inclinaciones y excentricidades orbitales y, combinados con otros datos, las masas, radios, edades, temperaturas y composiciones químicas estelares. «metalicidad»). En triples eclipsantes, sin embargo, también se pueden estudiar interacciones dinámicas complejas que ocurren en escalas de tiempo cortas. No menos importante, las estadísticas de tripletes eclipsantes también arrojan luz sobre los mecanismos de formación de estos sistemas, detalles que pueden compararse con simulaciones.

El astrónomo de CfA Willie Torres formó parte de un equipo que utilizó observaciones en tránsito de TESS (el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito) para detectar alrededor de cincuenta nuevos sistemas triplemente eclipsantes, veinte de ellos con órbitas confiables para las tres estrellas. El equipo informa sobre seis de estos tripletes eclipsantes para los cuales los datos auxiliares han permitido una descripción más completa de los caracteres de las estrellas. Los seis sistemas estelares son relativamente antiguos, alrededor de mil millones de años. Los seis se ven casi de canto, con el binario interno a veces eclipsando a la estrella terciaria externa y, a veces, viceversa.

Las masas de las doce estrellas en el sistema binario interno están en el rango de 0,7 a 1,8 masas solares y todas las estrellas están en su fase de secuencia principal de sus vidas; las seis estrellas terciarias son todas más grandes, con masas que oscilan entre 1,5 y 2,3 masas solares. Los autores concluyen discutiendo las estadísticas de estos sistemas, encontrando que alrededor del 0,02% de los binarios cercanos albergan una tercera estrella en una configuración plana como su conjunto actual, lo que implica que probablemente haya varios cientos de miles en nuestra galaxia. También señalan posibles vínculos entre trillizos e incluso sistemas estelares más complejos como los llamados «sistemas cuádruples compactos 2 más 2».

La investigación fue publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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