A HUN-REN-SZTE Sztelláris Asztrofizika Kutatócsoport, illetve az SZTE Bajai Obszervatóriumának munkatársai, szoros együttműködésben számos külföldi kutatóval, a TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) űrtávcső méréseinek elemzésével, majd követő fotometriai és spektroszkópiai mérésekkel kimutatták, hogy a Hattyú csillagképben elhelyezkedő TIC 120362137 katalógusszámú (szabad szemmel nem látható) objektum valójában egy olyan négyes csillagrendszer, ahol három, a Napunknál valamivel nagyobb tömegű és forróbb csillag, egy a Merkúr bolygó Nap körüli pályájánál kisebb méretű térrészben helyezkedik el, míg a negyedik, Napunkhoz rendkívül hasonló csillag Naprendszerünk fő kisbolygó-övének (vagyis a Mars, illetve a Jupiter pályája közti térrésznek) megfelelő távolságban kering a belső hármas csillagrendszer tömegközéppontja körül. A kutatók azt is megállapították, hogy a négyes csillagrendszer jelenleg körülbelül másfél milliárd éves, és a három belső csillag alig 300 millió éven belül egyetlen fehér törpecsillaggá fog összeolvadni. A kutatást ismertető szakcikk az egyik legnagyobb presztizsű, interdiszciplináris tudományos folyóiratban, a Nature Communications-ben jelent meg 2026. március 3-án.
A TESS űrtávcső, amely elsősorban Naprendszeren kívüli bolygókat keres tranzit-módszerrel (azaz, az egyes csillagok fényességében az előttük átvonuló bolygók hatására bekövetkező átmeneti, kicsi fényességcsökkenéseket kutatja) 2018. április 18-án indult a floridai Cape Canaveral Űrközpontból, és egy erősen elnyúlt, úgynevezett Hold-szinkron pályán keringve, kb. 13,5 naponta kerüli meg Földünket. A rajta elhelyezett négy kamerával egyszerre az égboltnak egy 24o x 96o-s tartományát figyeli meg. Ugyanazt a tartományt két egymást követő keringés (azaz kb. 27 nap, egy holdhónapnyi időtartam) során méri, folyamatosan rögzítve a látómezőben elhelyezkedő, akár több milliónyi csillag fényességét, majd egy újabb égbolt-tartomány (ún. szektor) következik. (Magasabb északi és déli ekliptikai szélességeken a szektorok jelentősen átfedik egymást, lehetővé téve hosszabb időtartamú megfigyeléseket is.) Íly módon az űrtávcső két évente végigfényképezi a teljes égbolt legnagyobb részét. Ezek a rendkívül pontos űrbeli adatsorok természetesen nem csak a Naprendszeren kívüli exobolygók tranzitjainak (fedéseinek) azonosítására alkalmasak, hanem rendkívül sokféle, gyakran nem várt, akár teljesen újszerű fényességváltozást is meg lehet figyelni számos csillag esetében.
A Dr. Borkovits Tamás (HUN-REN-SZTE Sztelláris Asztrofizika Kutatócsoport és SZTE Bajai Obszervatóriuma), illetve Dr. Saul A. Rappaport (az M.I.T. Asztrofizikai Kavli Intézetének emeritus professzora) által vezetett kutatócsoport már számos különleges változócsillagot, jobbára többszörös fedésű, szoros hármas csillagrendszereket talált és analizált a TESS űrtávcső méréseire támaszkodva. Így került a kutatócsoport látóterébe a TIC 120362137 jelű objektum is, amelyet a TESS űrtávcső 2019. és 2024. között kilenc észlelési szektorban figyelt meg. Az objektum fényessége minden bő másfél napban lecsökkent néhány órára 8-10%-kal jelezvén, hogy az objektumot legalább két csillag alkotja, amelyek P1=3,28 naponként megkerülik egymást, és a pályára közel az éléről látunk rá, amely egy keringés alatt két csillagfedést (és így halványodást) okoz az észlelő számára. Ezen felül 26-27 naponta további, 1-2 napig tartó extra elhalványodások is megfigyelhetők voltak a fénygörbéken, amelyek alakja szinte bizonyossá tette, hogy a rendszerben egy harmadik csillag is kering, mégpedig rendkívül rövid (de nem rekordot jelentő) P2=51,3 napos periódussal. E harmadik csillagkomponens gravitációs vonzásának hatására a belső kettős fedési időpontjainak változásában is megjelent ez az 51,3 napos periódus, amelyet sikerült is kimutatni, és a kutatócsoport-vezető által az elmúlt két évtizedben meghatározott analitikus perturbációszámítási formalizmus alapján kvantitatívan is értelmezni.
1. ábra: A TESS űrtávcső által az 54. szektorban (S54) mért fénygörbe (kék pontok) részlete a modellfénygörbével (piros vonal) együtt. Jól láthatók a belső fedési kettőscsillag produkálta 1-2 óra hosszúságú fedések, amelyek közül minden másodiknak az alja lapos, mutatván, hogy ilyenkor a nagyobb méretű csillag teljesen elfedi a kisebb méretűt. A bal oldali ábrán (a) egyetlen, nagyjából két nap hosszúságú harmadiktest-fedés látható mutatván, hogy itt a fedési kettős két csillaga egyszerre fedte el a harmadik komponenst, míg a jobb oldali ábrán (b) két különálló extra halványodás látható, jelezvén, hogy ez alkalommal a harmadik csillag külön-külön fedte el a fedési kettős két csillagát. Az alsó paneleken a reziduál-görbék láthatók (pirossal).
Ezen a ponton kapcsolódott be a kutatásba Guillermo Torres a Harvard Asztrofizikai Kutatóközpont munkatársa is, aki számos spektrumot készített az objektumról Arizonából, a Fred Wipple Observatory 1,5m tükörátmérőjű tükrős távcsövére szerelt TRES spektrográffal (amelyet egyébként a Szegedi Tudományegyetemen végzett Fűrész Gábor tervezett és épített). Emellett további spektroszkópiai mérések is születtek egy szlovákiai, egy bolgár, illetve a HUN-REN CsFK Piszkés-tetői Obszervatóriumában telepített spektrográfokkal, míg követő fotometriai méréseket az SZTE Bajai Obszervatóriumának, illetve az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatóriumának munkatársai végeztek két azonos, 80cm tükörátmérőjű távcsővel. S ezen felül még számos, főként cseh professzionális, illetve műkedvelő csillagász is végzett és küldött újabb és újabb fotometriai méréseket. Mindezek a követő spektroszkópiai és fotometriai mérések, valamint a TESS űrtávcső újabb mérései is azt mutatták, hogy a szoros hármascsillag-modell nem elégséges az objektum viselkedésének megmagyarázásához. Mind a spektroszkópiai észlelésekből meghatározott radiálissebesség-görbék, mind a kettős- és hármasfedések bekövetkezésének időpontjainak változásai azt mutatták, hogy egy negyedik csillagnak is jelen kell lennie a rendszerben. Ennek a negyedik csillagnak a spektrumvonalait végül G. Torres azonosította elsőként a legjobb minőségű TRES spektrumokban, és ő határozta meg elsőként a negyedik csillag keringési periódusát, amely (némi későbbi pontosítás után) P3=1045,5 napnak adódott.
Íly módon ez a négyescsillag egyrészt a legrövidebb külső periódusú 3+1 hierarchiájú négyes rendszer, és ráadásul az egyetlen olyan, ahol mind a négy csillagnak sikerült elkülöníteni a spektrumvonalait.
Ezen felül, ezzel a keringési periódussal a fedési minimumidőpontok és az extra fedések bekövetkezési idejében megfigyelt további pontatlanságok is könnyen magyarázhatók lettek. Íly módon a kutatócsoport elvégezhette e különleges négyes rendszer teljes spektro-fotodinamikai analízisét, amely magában foglalja a négy csillag mozgásának numerikus integrálását (és ezáltal a gravitációs perturbációk figyelembe vételét is), valamint a fényességváltozások (fedések), a radiálissebesség-görbék, illetve a négyes csillagrendszer összetett spektrális energiaeloszlásának (magyarán a különféle szűrőkkel mért optikai fényességek) pontos modellezését is. Íly módon nagy pontossággal sikerült meghatározni mind a négy csillag tömegét, méretét, hőmérsékletét, életkorát, (fotometriai) távolságát, illetve a keringési pályák számos paraméterét.
A kutatócsoport megállapította, hogy a belső hármas alrendszert alkotó három csillag mindegyike nagyobb tömegű és forróbb mint a mi Napunk, és egy akkora térrészen belül helyezkedik el, amely kisebb mint a Merkúr bolygó Naptól való átlagos távolsága, míg a negyedik, külső csillag nagyon hasonlít a mi Napunkhoz, és a belső, szoros hármascsillag tömegközéppontjától mért távolsága alig haladja meg a Mars bolygó Naptól való átlagos távolságát.
2. ábra: A TIC 120362137 négyes csillagrendszer felépítése és valódi fizikai méretei. Bal oldali ábra (a): A belső hármas rendszer pályája a hármas rendszer rögzített tömegközéppontja körül. A prios és kék görbék a belső fedési kettős két komponensének (Aa és Ab) pályáját mutatják. E két csillag, azaz a belső kettős tömegközéppontjának pályáját szintén jelöljük barnával. A zöld görbe a harmadik (B jelű) komponens páyláját jelöli. Összehasonlításként vékony, szürke vonallal jelöljük a Merkúr átlagos Naptól való távolságát is. A három csillagpályán a megvastagított ívek a három csillag pozícióit jelölik a legelső, még a 14-es TESS-szektorban, 2019. nyarán megfigyelt harmadiktest-fedés során. (Az észlelő a pozitív Y tengely irányában van.) Jobb oldali ábra (b): A néyges rendszer valódi, teljes térbeli mozgása a négy csillag tömegközéppontja körül. Összehasonlításként bejelöltük az átlagos Nap-Mars távolságot is. Az egységek mindenütt napsugárban (R_sun) vannak megadva.
A pontosan meghatározott asztrofizikai és dinamikai paraméterek lehetővé tették a négyes csillagrendszer további sorsának modellezését is. A kutatók azt találták, hogy több vörös óriás fázist követően a belső hármast alkotó csillagok, jelentős anyagvesztést követően egyetlen fehér törpévé fognak összeolvadni, várhatóan csillagászatilag rövid, alig 300 millió éves időskálán.
A kutatást bemutató szakcikk ezen a linken érhető el: https://www.nature.com/articles/s41467-026-69223-4
