天體物理學家發現已知最緊湊「3+1」型四重星系：TIC 120362137 的極限引力研究

天文物理學界近期觀測到一個名為 TIC 120362137 的恆星系統，並將其認定為目前已知最緊湊的「3+1」型多重星系。這項突破性的研究成果於 2026 年 3 月發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊上，為科學家提供了一個研究階層式結構中極端引力交互作用的絕佳機會。該研究由匈牙利塞格德大學（University of Szeged）的天文學家塔瑪斯·博科維茨（Tamás Borkovits）領軍，並獲得來自中國、捷克及斯洛伐克專家的共同協作，深刻揭示了高密度恆星群的動力學特徵與長期穩定性。

TIC 120362137 的結構設計極為獨特，由三顆緊密結合的恆星組成核心，而第四顆恆星則在較遠的距離繞其運行。根據科學家的精確計算，內部三顆恆星的距離極其接近，甚至可以全部容納在水星繞太陽運行的軌道範圍內。至於最外層的第四顆恆星，其運行軌道則落在木星與太陽之間的距離內。值得注意的是，內部的三顆恆星在質量與溫度上均超越了太陽，而外圍的成員則與太陽較為相似。該系統距離地球約 1900 光年，其最外層恆星的公轉週期僅約 1046 天，這比任何已知的「3+1」系統都要短，刷新了天文觀測紀錄。

在內部的核心結構中，包含了一個軌道週期僅為 3.3 個地球日的食雙星系統，這對雙星又以 51.3 天為週期繞著第三顆恆星旋轉。由於要透過食現象分析來辨識第四個組件需要極長的觀測時間，因此這類系統的發現難度極高。研究團隊整合了美國國家航空暨太空總署（NASA）凌日系外行星巡天衛星（TESS）在 2019 年至 2024 年間的數據，並結合了亞利桑那州霍普金斯山 1.5 公尺蒂林哈斯特望遠鏡上的「蒂林哈斯特反射鏡階梯光譜儀」（TRES）所取得的地面資料。這是科學家首次在同類系統中直接捕捉到所有四顆恆星的光譜跡象，從而實現了對其質量與運行軌跡的精確計算。

數值模擬結果顯示，由於恆星間的排列過於緊密，未來不可避免地會發生質量轉移與合併現象。預計在大約 93.9 億年後，這個四重奏系統將演化成一對穩定的白矮星。演化過程將從內部的首要組件與其伴星合併形成天體 A' 開始，接著在大約 2.76 億年後，A' 將與第三顆恆星 B 融合，形成一顆質量巨大的恆星 AB，最終崩塌為白矮星。與此同時，外部的第四顆恆星也將經歷類似的演化路徑，產生第二顆白矮星。最終，整個系統將轉變為一對軌道週期約為 44 天的白矮星聯星。這項發現從經驗上證實了預測極高密度恆星配置長期穩定性的理論模型，證明它們在最終演化前能存在數十億年之久。

TIC 120362137 的發現過程中，公民科學家在 TESS 數據分析中扮演了重要角色，這進一步強調了階層式系統對於理解恆星形成過程的重要性。能夠直接檢測到所有四個組件的光譜是一項重大的方法論成就，其科學價值遠超僅依賴光變曲線所能得出的結論。透過研究這類精密平衡的系統，天文學家獲得了極為寶貴的數據，用以驗證在極端密度環境下的恆星演化理論，為未來的宇宙探索奠定了堅實基礎。