“3+1”恒星系统结构比三体星系更复杂

来源：科技日报

科技日报记者 张梦然

刘慈欣的科幻小说《三体》中，一个拥有三颗恒星的行星系统因其不可预测性而让人印象深刻。现实中，三体星系确实以复杂著称，但天文学家最近发现了一个更为奇妙的“升级版”——在一个仅太阳系大小的空间内，4颗恒星正在上演一场远比三体系统还复杂的引力之舞。

包括匈牙利塞格德大学在内的国际天文团队，通过分析美国国家航空航天局的“凌日系外行星巡天卫星”长达数年的观测数据，并结合多个大型地面望远镜的谱学观测，最终确认了这个被命名为TIC 120362137的极紧凑“3+1”恒星系统。这是目前已知最极端的“3+1”型层级结构范例，其复杂程度超越了经典的三体问题。

如果说三体系统已是引力难题，那么这个“3+1”恒星系统则构成了一个真正的宇宙引力迷宫。该系统呈现出清晰的层级结构：三颗恒星在中心形成一个紧密耦合的内核，像一组快速旋转的哑铃；而第四颗恒星则在相当于木星轨道的距离上，环绕着这个三体核心运行。这种“系统之中有系统”的嵌套结构，其动力学稳定性与演化路径，对现有天体力学模型提出了更高维度的挑战。

更令人惊叹的是其极端的空间效率。这4颗恒星——包括3颗比太阳更热、质量更大的内核星和一颗类太阳的外围星，它们共享的空间范围，仅仅相当于我们太阳系中从太阳到木星的距离。在如此局促的“宇宙院落”中维持长期稳定，需要极为精确的轨道参数和特殊的形成历史。科学家通过数值模拟推演发现，这个系统可能已稳定存在了数十亿年，并预测其最终可能在约94亿年后，通过引力辐射导致的轨道衰减，合并成一对白矮星。

这一发现弥足珍贵，因为其不仅罕见，更是一个天然的引力实验室。这个真实的四星系统为科学家检验广义相对论效应、恒星形成理论以及多体系统动力学稳定性提供了绝佳样本。它的存在揭示了在致密的原恒星云中，恒星能够通过复杂的引力相互作用形成如此精细的层级结构，并维持漫长的时间。

“3+1”恒星系统的发现，也将我们对多星系统复杂性的认知推向了新的边界。它暗示着宇宙中可能存在着比我们想象中更为精巧的引力结构，也让我们更加期待，未来更强大的望远镜是否会揭示出更复杂的“宇宙院落”，进一步展现引力在宇宙尺度上编织结构的非凡能力。