科技日報記者 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，三體星系確實以復雜著稱，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復雜的引力之舞。
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天局的“凌日系外行星巡天衛星”長達數年的觀測數據，并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TIC 120362137的極緊湊“3+1”恒星系統。這是目前已知最極端的“3+1”型層級結構范例，其復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，那么這個“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于木星軌道的距離上，環繞著這個三體核心運行。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。
更令人驚嘆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外圍星，它們共享的空間范圍，僅僅相當于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，并預測其最終可能在約94億年后，通過引力輻射導致的軌道衰減，合并成一對白矮星。
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。它的存在揭示了在致密的原恒星云中，恒星能夠通過復雜的引力相互作用形成如此精細的層級結構，并維持漫長的時間。
“3+1”恒星系統的發現，也將我們對多星系統復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象中更為精巧的引力結構，也讓我們更加期待，未來更強大的望遠鏡是否會揭示出更復雜的“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。
