Dreifach verdunkelnde Sternsysteme

Sterne mit der Masse der Sonne oder größer werden typischerweise von einem oder mehreren umlaufenden Begleitsternen begleitet. Das System entsteht, wenn die Schwerkraft das Gas und den Staub einer interstellaren Wolke zusammenzieht, bis sich Klumpen bilden, die dicht genug sind, um zu Sternen zu verschmelzen. Mehrere Sternsysteme entwickeln sich nach einem Modell, wenn die Wolke eine leichte Drehung hat. Das erzeugt eine Scheibe, die dann fragmentiert, um mehrere Sterne zu produzieren.

In einem konkurrierenden Modell führen Turbulenzen in der Wolke dazu, dass Klumpen in mehrere Systeme zersplittern. Wenn die Umlaufbahn eines Paares von Doppelsternen zufällig entlang unserer Sichtlinie fällt, bilden die Sterne einen verdunkelnden Doppelstern. Gewöhnliche, etwa sonnenmassengroße Verfinsterungsdoppelsterne haben typische Tagesperioden. Triplett-Sternsysteme können auch verfinstern, aber da der dritte Stern in einem typischen Triplett weiter außen umkreist (er ist weiter entfernt, damit das System relativ stabil bleibt und keinen der Sterne ausstößt), ist seine Periode näher an einem Jahr und Es ist eine längere Überwachung erforderlich, um sie zu erkennen und zu untersuchen. Bis heute sind über eine Million bekannte verdunkelnde Binärsysteme bekannt, aber nur zwanzig Dreifach-Verfinsterungssysteme wurden veröffentlicht.

Dreifache Verdunkelungssysteme sowie Doppelsterne bieten den Vorteil, dass sie es Astronomen ermöglichen, mehrere ansonsten degenerierte physikalische Eigenschaften der Systeme zuverlässig zu messen, einschließlich Orbitalneigungen und Exzentrizitäten und, kombiniert mit anderen Daten, die Sternmassen, Radien, Alter, Temperaturen und chemischen Zusammensetzungen ( „Metallizität“). In verdunkelnden Tripeln können jedoch auch komplexe dynamische Wechselwirkungen untersucht werden, die über kurze Zeiträume auftreten. Nicht zuletzt gibt die Statistik der verdunkelnden Tripletts auch Aufschluss über Entstehungsmechanismen dieser Systeme, Details, die mit Simulationen verglichen werden können.

Der CfA-Astronom Willie Torres war Teil eines Teams, das Transitbeobachtungen von TESS (dem Transiting Exoplanet Survey Satellite) nutzte, um etwa fünfzig neue Dreifachfinsternissysteme zu entdecken, von denen zwanzig zuverlässige Umlaufbahnen für alle drei Sterne hatten. Das Team berichtet über sechs dieser verdunkelnden Tripletts, für die Hilfsdaten eine vollständigere Beschreibung der Eigenschaften der Sterne ermöglicht haben. Alle sechs Sternsysteme sind relativ alt, etwa eine Milliarde Jahre. Alle sechs sind fast von der Seite zu sehen, wobei der innere Doppelstern manchmal den äußeren Tertiärstern verdunkelt und manchmal umgekehrt.

Die Massen aller zwölf Sterne im inneren Doppelsternsystem liegen im Bereich von 0,7 bis 1,8 Sonnenmassen, und alle Sterne befinden sich in der Hauptreihenphase ihres Lebens; Die sechs Tertiärsterne sind alle größer und haben Massen zwischen 1,5 und 2,3 Sonnenmassen. Die Autoren diskutieren abschließend die Statistiken dieser Systeme und stellen fest, dass etwa 0,02 % der nahen Doppelsterne einen dritten Stern in einer flachen Konfiguration wie ihre aktuelle Gruppe beherbergen – was bedeutet, dass es wahrscheinlich mehrere hunderttausend von ihnen in unserer Galaxie gibt. Sie weisen auch auf mögliche Verbindungen zwischen Tripletts und noch komplexeren Sternsystemen wie sogenannten „2 plus 2 kompakten Vierfachsystemen“ hin.

Die Studie wurde veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.