Descubren un sistema estelar que origina un triple eclipse único

En la galaxia abundan los sistemas estelares múltiples, pero solo unos pocos permiten observar su coreografía celeste de manera tan precisa como el sistema triple TIC 295741342. Este conjunto de tres estrellas, situado a más de 3.000 años luz de la Tierra en dirección a la constelación de la Osa Mayor, fue detectado por el satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA y analizado minuciosamente por un equipo internacional.

Lo que hace único a TIC 295741342 es que sus tres componentes orbitan en el mismo plano y, desde nuestro punto de vista, se eclipsan unas a otras en una secuencia predecible y observable.

La estructura de este sistema es fascinante. Dos de las estrellas, casi idénticas al Sol, forman un sistema binario central que completa una órbita mutua cada 4,75 días, separadas por solo 10,6 millones de kilómetros, una distancia poco mayor que el diámetro del Sol. La tercera estrella —mucho mayor, con 1,7 veces la masa solar— gira en torno a ese par a una distancia de 253,7 millones de kilómetros y completa una vuelta en poco más de 412 días.

“Muy pocos sistemas estelares triples conocidos son tan casi perfectamente coplanares como TIC 295741342, especialmente teniendo en cuenta lo extenso que es el sistema”, afirmó Brian Powell, astrónomo del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA.

El gran logro de este estudio, publicado en la revista arXiv, fue la posibilidad de observar los eclipses de las tres estrellas con gran precisión. TESS traza curvas de luz, es decir, mide cómo varía el brillo de una estrella a lo largo del tiempo. Y detectó patrones únicos en TIC 295741342.

Cuando una de las estrellas del binario central pasa por delante de la otra, la luz que captamos disminuye levemente: eso forma uno de los “hombros” en la curva de luz. Pero cuando la tercera estrella más grande se interpone en la línea de visión y eclipsa a ambas, se observa una caída mucho más profunda, formando la “cabeza” del patrón. Powell describió este esquema como un patrón de “cabeza y hombros, especialmente cuando se invierte”.

Este alineamiento casi perfecto no es casual. Los astrónomos sospechan que las tres estrellas nacieron juntas a partir de la fragmentación de un mismo disco de gas y polvo.

“El disco protoestelar se fragmentó para formar estrellas compañeras”, explicó Powell. En el caso de TIC 295741342, las estrellas orbitan en el mismo plano, igual que los planetas del sistema solar. Existen otros sistemas triples en la galaxia, pero en muchos de ellos la tercera estrella está inclinada respecto del plano del sistema binario porque fue capturada gravitacionalmente tiempo después. La fragmentación de discos, en cambio, parece ser el origen de los casos más coplanares.

Un sistema en evolución: pistas sobre el pasado y el futuro de las estrellas

No todos los sistemas triples coplanares presentan tanta claridad en sus dinámicas. TIC 295741342 sobresale por la calidad de los datos obtenidos, el seguimiento a lo largo de varios años y el análisis preciso de la masa y la órbita de sus componentes.

Las dos estrellas similares al Sol del sistema binario tienen masas y tamaños casi idénticos, y su interacción gravitatoria fue inferida a partir de mediciones de velocidad radial durante cuatro años utilizando el espectrógrafo del telescopio reflector Tillinghast del Observatorio Whipple de Arizona. La tercera estrella, la más externa y masiva, ya comenzó a evolucionar fuera de la secuencia principal y se transformó en una gigante roja. Según los datos disponibles, su diámetro ahora es más de diez veces mayor que el del Sol y continuará creciendo.

El hecho de que las tres estrellas estén alineadas y eclipsen unas a otras permitió a los astrónomos reconstruir la historia y prever el destino del sistema. La gigante roja externa, al expandirse, se volverá tan difusa que la gravedad del binario comenzará a arrancarle materia.

“Sus capas exteriores difusas podrían formar una envoltura común de material estelar que englobe a las tres estrellas. Esto podría provocar la inestabilidad de la órbita del sistema binario y su posible fusión”, explican los expertos. Cuando la binaria eventualmente agote su propio hidrógeno y evolucione hacia la fase de gigante roja después de que la estrella exterior se convierta en una enana blanca, la transferencia de masa podría reanudarse, esta vez en sentido contrario, con materia cayendo sobre la enana blanca. Ese proceso puede detonar violentas explosiones conocidas como novas, visibles a través de la galaxia.

El destino de TIC 295741342 ilustra la compleja evolución de los sistemas estelares múltiples. Pero antes de ese desenlace dramático, el sistema podría ofrecer respuestas sobre la formación de planetas en entornos tan dinámicos. Los sistemas triples plantean desafíos particulares para la existencia de órbitas planetarias estables.

“Existe una zona de exclusión para planetas en órbitas circunestelares alrededor de estrellas binarias, en la que un planeta no puede acercarse a menos de cuatro veces el período del sistema binario”, explicó Powell. En el caso de TIC 295741342, esa zona de inestabilidad se extiende a órbitas de hasta 19 días en torno al par binario, mientras que la tercera estrella, por su lejanía, podría albergar sus propios planetas, aunque el tironeo gravitacional del binario haría inestables muchas órbitas más alejadas.

Algunos sistemas triples amplios permiten, en teoría, órbitas planetarias estables, pero estas serían muy extensas y difíciles de detectar. “La órbita de un planeta tendría que ser muy amplia”, dijo Powell. “Y sería difícil de encontrar”. Incluso en estos escenarios, las alineaciones de las estrellas pueden generar espectáculos de eclipses únicos para cualquier hipotético habitante de un planeta o una luna en el sistema.

TIC 295741342, un modelo de laboratorio para la astrofísica

El sistema TIC 295741342 no solo permite estudiar la evolución estelar en detalle, sino que abre la puerta a investigar fenómenos de transferencia de masa, formación de envolturas comunes y eventuales fusiones de estrellas. Los modelos indican que la interacción entre las estrellas y los episodios de transferencia de masa pueden provocar no solo novas, sino también fusiones estelares e incluso la formación de objetos compactos como enanas blancas o estrellas de neutrones.

Otro aspecto destacado de este sistema es su tamaño. En comparación con otros triples eclipsantes, como Lambda Tauri —descubierto en 1956— o TIC 290061484 —identificado por TESS en 2024— TIC 295741342 presenta órbitas mucho más amplias y períodos mucho más largos para la estrella exterior. Eso lo convierte en un caso especialmente relevante para estudiar la dinámica orbital y la estabilidad de sistemas múltiples en escalas de largo plazo.

La posibilidad de observar eclipses múltiples y de calcular con precisión masas, órbitas y tamaños hace de TIC 295741342 un “excelente candidato para estudios evolutivos”, en palabras de Powell. El sistema, además, ayuda a entender cómo la fragmentación de discos protoplanetarios puede dar lugar a sistemas múltiples complejos, y cómo la interacción gravitatoria a lo largo de millones de años puede conducir a fenómenos extremos como las novas galácticas.

El trabajo sobre TIC 295741342 se apoya en la combinación de observaciones de TESS, mediciones de velocidad radial y la interpretación de los patrones de luz detectados durante los eclipses. Gracias a estos datos, los astrónomos lograron reconstruir la evolución pasada del sistema y anticipar las etapas futuras que podrían incluir la formación de una envoltura común, la fusión de estrellas y la aparición de novas.

“La historia de las tres estrellas de TIC 295741342 ya está escrita, gracias a las cuidadosas observaciones, que incluyen cuatro años de estudios de velocidad radial para calcular la masa de los planetas, las observaciones de los eclipses realizadas por TESS y la determinación de la forma de la órbita de la estrella exterior”, resumen los autores del artículo.

El caso de este sistema triple demuestra cómo la alineación perfecta y la coplanaridad pueden ofrecer una ventana privilegiada para comprender los procesos que rigen la vida y la muerte de las estrellas en la galaxia.