Descubrimiento del sistema cuadruple de tipo 3+1 más compacto TIC 120362137

Un sistema solar con cuatro soles

Imagínese reemplazar nuestro único Sol por cuatro estrellas, todas alojadas en un espacio más pequeño que la órbita de Júpiter. Eso es lo que han descubierto los astrónomos en un rincón distante de la constelación del Cisne: el sistema de cuatro estrellas ligado gravitacionalmente más compacto conocido en una configuración especial “3+1”. Estudiar esta coreografía estelar tan apretada ayuda a los científicos a entender cómo se forman, interactúan y, en última instancia, mueren las estrellas múltiples, y puede incluso arrojar luz sobre cómo nacen algunos objetos exóticos como pares de núcleos estelares muertos.

Cuatro estrellas en un vecindario diminuto

El sistema, llamado TIC 120362137, es lo que los astrónomos denominan un cuádruple jerárquico. Dos estrellas forman una pareja eclipsante estrecha que orbita cada 3,28 días. Una tercera estrella gira alrededor de esta pareja interna cada 51,3 días, y las tres juntas están comprimidas dentro de una región comparable a la órbita de Mercurio alrededor del Sol. Una cuarta estrella, similar al Sol, rodea a este trío compacto en aproximadamente 2,9 años, en una trayectoria que queda bien dentro de una distancia similar a la órbita de Júpiter en nuestro propio sistema solar. A pesar de tener cuatro órbitas separadas, el sistema completo es sorprendentemente plano y ordenado: todos los planos orbitales están alineados con una diferencia de solo unos pocos grados, lo que sugiere que las cuatro estrellas nacieron del mismo disco delgado y giratorio de gas y polvo.

Cómo detectaron los compañeros ocultos

La historia comenzó con el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, que vigila grandes regiones del cielo buscando pequeñas disminuciones en la luz de las estrellas. TESS detectó eclipses regulares y pronunciados cada 3,28 días, revelando una binaria cerrada donde una estrella pasa frente a la otra. Pero la curva de luz también mostró atenuaciones más raras y largas de uno a dos días: eclipses extra en los que la pareja interna y una tercera estrella se alternan al pasar una frente a la otra. Midiendo con cuidado el momento de estos eventos y rastreando sutiles desplazamientos en los instantes exactos del eclipse, los astrónomos dedujeron la presencia de la tercera estrella en una órbita de 51,3 días. Aún más desconcertante, variaciones lentas adicionales en los tiempos de eclipse insinuaban que la gravedad de una cuarta estrella no vista estaba tirando del trío interno.

Pesando y midiendo las cuatro estrellas

Para confirmar la verdadera naturaleza del sistema, el equipo organizó una campaña mundial con telescopios terrestres. Registraron más eclipses en distintos filtros de color y tomaron espectros de alta resolución, dividiendo la luz estelar en sus longitudes de onda componentes. Usando técnicas computacionales sofisticadas capaces de desenredar líneas espectrales superpuestas, detectaron las firmas de las cuatro estrellas por separado y midieron la velocidad con la que cada una se mueve hacia o lejos de la Tierra. Al combinar estas curvas de velocidad radial con las curvas de luz de TESS y las observaciones desde tierra en un único modelo “espectro-fotodinámico”, pudieron resolver las masas, tamaños, temperaturas y órbitas de las estrellas con una precisión notable: a menudo mejor que el uno por ciento.

Un sistema al límite de la estabilidad

Las tres estrellas internas son todas más calientes y más masivas que el Sol: la primaria pesa alrededor de 1,75 veces la masa solar y ya ha comenzado a evolucionar fuera de la secuencia principal, mientras que su compañera y la tercera estrella tienen masas de aproximadamente 1,36 y 1,48 masas solares. La cuarta estrella externa es muy parecida al Sol, con una masa cercana a una masa solar y una temperatura superficial similar. A pesar de su disposición tan apretada, el sistema supera las pruebas comúnmente utilizadas para evaluar la estabilidad gravitatoria a largo plazo, y su configuración actual parece haber sobrevivido por más de mil millones de años. Las órbitas estrechas hacen que los empujones gravitatorios entre las estrellas sean lo bastante fuertes como para que sus trayectorias precesen y se bamboleen de manera medible, ofreciendo un laboratorio natural para poner a prueba teorías sobre la dinámica de sistemas múltiples.

De cuatro soles brillantes a dos brasas tenues

Usando cálculos modernos de evolución estelar, los autores también exploraron el futuro distante de TIC 120362137. A medida que las estrellas más masivas se hinchen hasta convertirse en gigantes y empiecen a transferir material a sus compañeras, se espera que las órbitas se encojan y se reconfiguren. Con el tiempo, el intercambio de masa y los vientos estelares deberían despojar a las estrellas de sus capas externas. Las simulaciones sugieren que, tras una serie compleja de interacciones y probables fusiones, las cuatro estrellas originales acabarán como solo dos enanas blancas densas orbitando una a la otra. En otras palabras, este sistema cuádruple inusualmente compacto probablemente finalizará su vida como una binaria cerrada de remanentes estelares, un resultado que ayuda a explicar cómo pudieron formarse algunos de los pares ajustados de estrellas muertas observados en otras regiones de la galaxia.

Cita: Borkovits, T., Rappaport, S.A., Chen, HL. et al. Discovery of the most compact 3+1-type quadruple star system TIC 120362137. Nat Commun 17, 1859 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69223-4

Palabras clave: sistema estelar cuádruple, binaria eclipsante, dinámica de estrellas múltiples, observaciones TESS, evolución de enanas blancas