発表日：2026年3月3日

天文学者らは、「3＋1」構造を持つものとして既知で最もコンパクトな四重星系、TIC 120362137の発見を報告した。この星系には、強く結び付いた内側の3つの恒星群と、より離れた第4の恒星が含まれる。それでも、外側の恒星と中心の3星との距離は木星と太陽の間の距離とほぼ同じで、内側のサブシステムは水星の軌道内に収まる。

研究チームはまず、NASAのトランジット系外惑星探索衛星（TESS）の観測から、地球時間で3.3日ごとに互いを食する一対の恒星を特定した。これらの現象では1～2時間続く減光が生じ、当初は通常の食連星に見えた。さらに、25～26日ごとに1～2日間続く減光が現れ、公転周期が約51日の第3の恒星の存在が明らかになった。

その後、さらなる食が第4の天体の存在を示唆した。研究者らは、米アリゾナ州マウント・ホプキンスにある口径1.5メートルのティリングハスト望遠鏡に搭載されたティリングハスト反射鏡エシェル分光器を使い、その存在を確認した。第4の恒星は約1,046日で1周し、既知の「3＋1」型四重星系の中で測定された最短の外側公転周期となる。

研究チームを率いるハンガリーのセゲド大学のタマーシュ・ボルコヴィッツ氏は、遠く離れた第4の天体が関わる食を捉えるには数十年の観測、または偶然の位置関係が必要となる可能性があるため、このような構造の発見は難しいと述べた。この発見は、密集した階層型星系がどのように形成され、長期間にわたって安定性を保つのかを研究するための希少な事例を研究者に提供する。

測定結果は、内側の3つの恒星が太陽より高温で質量も大きいことを示した。外側の恒星はより低温で質量が小さく、太陽により似ている。コンピューター・シミュレーションによって、研究チームはこの星系がたどり得る進化も追跡できた。

モデルでは、最も内側のペアにある最も重い恒星が最終的に赤色巨星となり、伴星と合体する。約2億7,600万年後、その合体天体は、両方が赤色巨星の段階に達した後、内側の第3の恒星と合体する。結果として生まれた恒星は大量の質量を失い、白色矮星となる。外側の恒星も独自の進化を遂げ、やはり最終的に白色矮星となる。

最終的な一対は44日ごとに互いを公転すると予測されている。内側で2度の合体を経て生じる残骸の質量は太陽の約89％となり、外側の恒星に由来する白色矮星の質量は約29％となる。研究成果はNature Communicationsに掲載され、現在の記録的な星系と、遠い未来の最終状態を示すモデルの両方が提示された。

入れ子状になった軌道により、この一つの星系を使って、密接に結び付いた4つの恒星の現在の安定性と、シミュレーションで予測された合体の順序の両方を検証できる。