Descoberta do sistema quadruplo do tipo 3+1 mais compacto TIC 120362137

Um Sistema Solar com Quatro Sóis

Imagine substituir nosso Sol único por quatro estrelas, todas condensadas em um espaço menor que a órbita de Júpiter. É isso que astrônomos descobriram em um canto distante da constelação de Cygnus: o sistema de quatro estrelas gravitacionalmente ligadas mais compacto conhecido, em uma configuração especial “3+1”. Estudar essa dança estelar apertada ajuda cientistas a compreender como múltiplas estrelas se formam, interagem e, finalmente, morrem — e pode até esclarecer como alguns objetos exóticos, como pares de núcleos estelares mortos, se originam.

Quatro Estrelas em um Vizinhança Minúscula

O sistema, chamado TIC 120362137, é o que os astrônomos denominam um quádruplo hierárquico. Duas estrelas formam um par eclipsante apertado que orbitam entre si a cada 3,28 dias. Uma terceira estrela circunda esse par interior a cada 51,3 dias, e essas três juntas estão comprimidas bem dentro de uma região comparável à órbita de Mercúrio ao redor do Sol. Uma quarta estrela, semelhante ao Sol, orbita esse tríplice compacto em cerca de 2,9 anos, em uma trajetória que fica bem dentro de uma distância similar à órbita de Júpiter em nosso próprio sistema solar. Apesar das quatro órbitas distintas, todo o sistema é notavelmente plano e ordenado: todos os planos orbitais estão alinhados dentro de apenas alguns graus, o que sugere que as quatro estrelas nasceram do mesmo disco delgado e rotante de gás e poeira.

Como Astrônomos Detectaram os Parceiros Ocultos

A história começou com o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, que monitora grandes áreas do céu em busca de pequenas quedas no brilho das estrelas. O TESS detectou eclipses regulares e nítidos a cada 3,28 dias, revelando uma binária próxima em que uma estrela passa em frente à outra. Mas a curva de luz também mostrou atenuações mais raras e mais longas, de um a dois dias: eclipses extras onde o par interior e a terceira estrela alternadamente se eclipsam. Ao cronometrar cuidadosamente esses eventos e acompanhar deslocamentos sutis nos instantes exatos dos eclipses, os astrônomos inferiram a presença da terceira estrela em uma órbita de 51,3 dias. Ainda mais intrigantes foram variações lentas adicionais nos tempos de eclipse, que sugeriam que a gravidade de uma quarta estrela invisível estava puxando o trio interior.

Pesando e Medindo Todas as Quatro Estrelas

Para confirmar a verdadeira natureza do sistema, a equipe organizou uma campanha mundial com telescópios terrestres. Registraram mais eclipses com filtros de cores diferentes e obtiveram espectros de alta resolução, separando a luz estelar em seus comprimentos de onda componentes. Usando técnicas computacionais sofisticadas capazes de desembaraçar linhas espectrais sobrepostas, detectaram as assinaturas de todas as quatro estrelas individualmente e mediram a velocidade com que cada uma se move na direção da Terra ou se afasta dela. Ao combinar essas curvas de velocidade radial com as curvas de luz do TESS e das observações terrestres em um único modelo “espectro-fotodinâmico”, conseguiram determinar as massas, tamanhos, temperaturas e órbitas das estrelas com precisão impressionante — frequentemente melhor que um por cento.

Um Sistema Levado ao Limite da Estabilidade

As três estrelas interiores são todas mais quentes e mais massivas que o Sol: a primária pesa cerca de 1,75 vezes a massa solar e já começou a evoluir fora da sequência principal, enquanto sua companheira e a terceira estrela têm massas de aproximadamente 1,36 e 1,48 massas solares. A quarta estrela exterior é muito semelhante ao Sol, com massa próxima a uma massa solar e temperatura superficial parecida. Apesar do arranjo apertado, o sistema passa em testes amplamente usados para estabilidade gravitacional a longo prazo, e sua configuração atual parece ter sobrevivido por mais de um bilhão de anos. As órbitas fechadas tornam os empurrões gravitacionais entre as estrelas suficientemente fortes para que seus trajetos precessem e oscilem de maneiras mensuráveis, oferecendo um laboratório natural para testar teorias da dinâmica de sistemas múltiplos.

De Quatro Sóis Brilhantes a Dois Resplendores Sumidos

Usando cálculos modernos de evolução estelar, os autores também exploraram o futuro distante do TIC 120362137. À medida que as estrelas mais massivas incharem e se tornarem gigantes e começarem a transferir material para suas companheiras, espera-se que as órbitas encolham e se rearranjem. Com o tempo, trocas de massa e ventos estelares devem desnudar as camadas externas das estrelas. As simulações sugerem que, após uma série complexa de interações e fusões prováveis, as quatro estrelas originais acabarão como apenas duas anãs brancas densas orbitando entre si. Em outras palavras, esse sistema quádruplo incomumente compacto provavelmente terminará sua vida como uma binária próxima de remanescentes estelares — um desfecho que ajuda a explicar como alguns dos pares apertados de estrelas mortas observados em outras partes da galáxia podem ter se formado.

Citação: 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

Palavras-chave: sistema estelar quádruplo, binária eclipsante, dinâmica de sistemas múltiplos, observações TESS, evolução de anãs brancas