По данным статистики, в космосе большинство звезд имеют одного спутника. Одиночных звезд, подобных Солнцу, меньше. Трио наблюдается еще реже. Звездные квартеты встречаются крайне редко, даже если в них присутствуют две полноценные звезды и два коричневых карлика.
Обнаружение крайне редкой четверной звездной системы может значительно углубить наше знание о коричневых карликах (brown dwarves). Эти загадочные объекты слишком велики, чтобы считаться планетами, но слишком малы и холодны, чтобы причислять их к звездам. Им не хватает массы для протекания термоядерного синтеза и превращения в полноценные светила.
В исследовании, опубликованном в Ежемесячнике Королевского астрономического общества, ученые описали необычайно редкую иерархическую четверную звездную систему, состоящую из пары холодных коричневых карликов, вращающихся вокруг пары молодых красных карликов. Эта звездная семья находится на расстоянии 82 световых лет от нашей планеты в созвездии Antlia Pneumatica («Воздушный насос»). Это тусклое южное созвездие было открыто еще в XVIII веке, но из-за своей малозаметности долгое время оставалось вне внимания астрономов. Появление современных технологий, способных исследовать космические объекты в различных диапазонах спектра и с разрешением, недоступным для астрономов прошлого, возобновило интерес ученых к этому космическому «насосу». Как оказалось, это было не напрасно.
Система, получившая название UPM J1040−3551 AabBab, была открыта международной исследовательской командой под руководством профессора Цзэнхуа Чжана из Нанкинского университета.
Исследователи сделали свое открытие, используя данные измерения угловых скоростей, полученные с помощью астрометрического спутника Gaia Европейского космического агентства и наблюдения широкоугольного инфракрасного спутникового телескопа NASA (WISE). Затем проведенные спектроскопические и фотометрические наблюдения были тщательно проанализированы с использованием алгоритмов машинного обучения.
Двойной паре звезд требуется более 100 000 лет, чтобы завершить один оборот друг вокруг друга, поэтому их орбитальный цикл нельзя наблюдать в полном объеме. Исследователям пришлось моделировать динамику системы для получения данных.
Иерархическая структура системы делает открытие особенно примечательным. Иерархия необходима для обеспечения стабильности орбит на длительный срок. Внутри каждой пары объекты вращаются друг вокруг друга по отдельности в течение десятилетий, в то время как «пара пар» вращается вокруг общего центра масс с периодом, превышающим 100 000 лет.
Два тандема разделены расстоянием в 1656 астрономических единиц, где 1 а.е. соответствует расстоянию от Земли до Солнца. Более яркая пара, UPM J1040−3551 Aab, состоит из двух красных карликов почти одинаковой массы, которые в видимом диапазоне выглядят оранжевыми.
С визуальной звездной величиной 14,6, эта пара примерно в 100 тысяч раз тусклее Полярной звезды. Красные карлики недостаточно ярки, чтобы быть видимыми невооруженным глазом. Даже Проксима Центавра, ближайший звездный сосед, находящийся на расстоянии 4,2 светового года, не видна без телескопа. Чтобы UPM J1040−3551 Aab можно было наблюдать без оптических приборов, эта пара должна находиться на расстоянии не более полутора световых лет от Земли.