Les étoiles avec la masse du soleil ou plus sont généralement accompagnées d’une ou plusieurs étoiles compagnes en orbite. Le système se forme lorsque la gravité contracte le gaz et la poussière d’un nuage interstellaire jusqu’à ce que se développent des amas suffisamment denses pour fusionner en étoiles. Plusieurs systèmes stellaires se développent, selon un modèle, lorsque le nuage a une légère rotation. Cela génère un disque qui se fragmente ensuite pour produire plusieurs étoiles.
Dans un modèle concurrent, la turbulence dans le cloud incite les amas à se fragmenter en plusieurs systèmes. Lorsque l’orbite d’une paire d’étoiles binaires tombe le long de notre ligne de visée, les étoiles forment une binaire à éclipses. Les binaires à éclipses ordinaires, de la taille approximative de la masse solaire, ont des périodes typiques de jours. Les systèmes stellaires triplet peuvent également s’éclipser, mais comme la troisième étoile d’un triplet typique orbite plus loin (elle est plus éloignée pour que le système reste relativement stable et n’éjecte pas l’une des étoiles), sa période est plus proche d’un an et une surveillance plus longue est nécessaire pour les repérer et les étudier. À ce jour, plus d’un million de systèmes binaires à éclipses connus sont connus, mais seuls vingt systèmes à triple éclipse ont été publiés.
Les systèmes à triple éclipse ainsi que les binaires offrent l’avantage de permettre aux astronomes de mesurer de manière fiable plusieurs caractéristiques physiques autrement dégénérées des systèmes, y compris les inclinaisons et les excentricités orbitales et, combinées à d’autres données, les masses stellaires, les rayons, les âges, les températures et les compositions chimiques ( « métallicité »). Dans les triplets à éclipses, cependant, les interactions dynamiques complexes se produisant sur de courtes échelles de temps peuvent également être étudiées. Enfin et surtout, les statistiques des triplets d’éclipses éclairent également les mécanismes de formation de ces systèmes, détails qui peuvent être comparés à des simulations.
L’astronome CfA Willie Torres faisait partie d’une équipe qui a utilisé les observations en transit de TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) pour repérer une cinquantaine de nouveaux systèmes à triple éclipse, dont vingt avec des orbites fiables pour les trois étoiles. L’équipe rend compte de six de ces triplets à éclipses pour lesquels des données annexes ont permis une description plus complète des caractères des étoiles. Les six systèmes stellaires sont relativement anciens, environ un milliard d’années. Tous les six sont vus presque de front avec le binaire interne éclipsant parfois l’étoile tertiaire externe et parfois vice versa.
Les masses des douze étoiles du système binaire interne sont comprises entre 0,7 et 1,8 masses solaires et toutes les étoiles sont dans leur phase de séquence principale de leur durée de vie ; les six étoiles tertiaires sont toutes plus grandes, avec des masses allant de 1,5 à 2,3 masses solaires. Les auteurs concluent en discutant des statistiques de ces systèmes, constatant qu’environ 0,02 % des binaires proches hébergent une troisième étoile dans une configuration plate comme leur ensemble actuel, ce qui implique qu’il y en a probablement plusieurs centaines de milliers dans notre galaxie. Ils notent également des liens possibles entre des triplets et des systèmes stellaires encore plus complexes comme les soi-disant « systèmes quadruples compacts 2 plus 2 ».
La recherche a été publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
SA Rappaport et al, Six nouveaux triplets compacts à triple éclipse trouvés avec TESS, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2022). DOI : 10.1093/mnras/stac957