【科普園地】
◎本報記者張夢然
劉慈欣的科幻小說《三體》中，一個擁有三顆恒星的行星系統因其不可預測性而讓人印象深刻。現實中，三體星系確實以複雜著稱，但天文學家最近發現了一個更為奇妙的“升級版”——在一個僅太陽系大小的空間內，4顆恒星正在上演一場遠比三體系統還複雜的引力之舞。
包括匈牙利塞格德大學在內的國際天文團隊，通過分析美國國家航空航太局的“淩日系外行星巡天衛星”長達數年的觀測數據，並結合多個大型地面望遠鏡的譜學觀測，最終確認了這個被命名為TIC120362137的極緊湊“3+1”恒星系統。這是現時已知最極端的“3+1”型層級結構範例，其複雜程度超越了經典的三體問題。
如果說三體系統已是引力難題，那麼這個“3+1”恒星系統則構成了一個真正的宇宙引力迷宮。該系統呈現出清晰的層級結構：三顆恒星在中心形成一個緊密耦合的內核，像一組快速旋轉的啞鈴；而第四顆恒星則在相當於木星軌道的距離上，環繞著這個三體覈心運行。這種“系統之中有系統”的嵌套結構，其動力學穩定性與演化路徑，對現有天體力學模型提出了更高維度的挑戰。
更令人驚歎的是其極端的空間效率。這4顆恒星——包括3顆比太陽更熱、質量更大的內核星和一顆類太陽的週邊星，它們共亯的空間範圍，僅僅相當於我們太陽系中從太陽到木星的距離。在如此局促的“宇宙院落”中維持長期穩定，需要極為精確的軌道參數和特殊的形成歷史。科學家通過數值模擬推演發現，這個系統可能已穩定存在了數十億年，並預測其最終可能在約94億年後，通過引力輻射導致的軌道衰减，合併成一對白矮星。
這一發現彌足珍貴，因為其不僅罕見，更是一個天然的引力實驗室。這個真實的四星系統為科學家檢驗廣義相對論效應、恒星形成理論以及多體系統動力學穩定性提供了絕佳樣本。它的存在揭示了在緻密的原恒星雲中，恒星能够通過複雜的引力相互作用形成如此精細的層級結構，並維持漫長的時間。
“3+1”恒星系統的發現，也將我們對多星系統複雜性的認知推向了新的邊界。它暗示著宇宙中可能存在著比我們想像中更為精巧的引力結構，也讓我們更加期待，未來更强大的望遠鏡是否會揭示出更複雜的“宇宙院落”，進一步展現引力在宇宙尺度上編織結構的非凡能力。