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Ilustração artística de um planeta orbitando uma estrela em um sistema triplo. | Crédito: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser
Um sistema estelar triplo, no qual todas as estrelas se eclipsam mutuamente da nossa perspectiva, destaca-se como uma das tríades estelares mais estudadas; à medida que as estrelas envelhecem, elas podem até se fundir.
O sistema triplo, conhecido como TIC 295741342, está localizado a 3.080 anos-luz da Terra e foi descoberto pela missão Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA. Trata-se de um sistema binário composto por duas estrelas quase idênticas ao Sol, orbitadas por uma terceira estrela maior, com massa equivalente a 1,7 massas solares.
Existem muitos sistemas estelares triplos na galáxia, mas o TIC 295741342 se destaca pelo fato de que todas as três estrelas orbitam umas às outras no mesmo plano, e esse plano está orientado de perfil para nós.
O telescópio TESS constrói curvas de luz estelares, que são essencialmente um gráfico do brilho ao longo do tempo. Ele normalmente rastreia pequenas quedas de brilho quando um exoplaneta se move em frente à sua estrela ou a transita, mas o TESS também é excelente na observação de estrelas em sistemas binários e triplos que também se movem em frente umas às outras — não apenas passando em frente à estrela, mas também sendo eclipsadas.
A curva de luz de TIC 295741342, conforme descrita por Brian Powell, astrônomo do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, apresenta uma aparência de "cabeça e ombros", especialmente quando vista de cabeça para baixo. O Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS) detecta uma queda no brilho quando as estrelas do sistema binário no centro de TIC 295741342 se eclipsam mutuamente. Essa queda é um dos "ombros". O TESS então detecta outra queda de brilho, mais profunda, quando a terceira estrela, a mais externa, se move em frente ao sistema binário e eclipsa ambas as estrelas, criando a "cabeça". À medida que o sistema binário se afasta da terceira estrela, ainda eclipsando-se mutuamente, a curva de luz sobe novamente até a queda de brilho original — o outro "ombro" — e finalmente retorna ao brilho máximo quando nenhuma das estrelas está eclipsada.
Powell disse ao Space.com que "muito poucos sistemas estelares triplos conhecidos são tão perfeitamente coplanares quanto o TIC 295741342, especialmente considerando sua grande largura".
Fragmentação do disco
Por coplanaridade, Powell quer dizer que as três estrelas orbitam no mesmo plano, de forma semelhante a como os planetas do Sistema Solar orbitam aproximadamente no mesmo plano da eclíptica. Nossos planetas são coplanares (ou, mais precisamente, dentro de uma margem de seis graus) porque se formaram a partir de um disco de gás e poeira que circundava o jovem Sol. Powell sugere que as estrelas de TIC 295741342 também se formaram a partir de um disco, embora fragmentado.
«"O disco protoestelar se fragmentou para formar estrelas companheiras", disse Powell.
Nem todos os sistemas triplos se formam dessa maneira. Em muitos casos, a terceira estrela orbita em um ângulo em relação ao sistema binário central, mas nesses cenários, a terceira estrela foi capturada pela gravidade do sistema binário enquanto ainda estavam dentro dos limites de seu aglomerado original.
No entanto, a fragmentação do disco não é incomum. Centenas de sistemas triplos coplanares foram descobertos, um número que aumentou consideravelmente com as descobertas feitas primeiro pelo telescópio espacial Kepler da NASA e agora pelo TESS. Contudo, poucos triplo Os sistemas estelares são tão bem estudados quanto o TIC 295741342.
Exemplo de curva de luz do tipo "cabeça e ombros" de um sistema estelar de eclipse triplo | Fonte: Powell et al (2026)
As duas estrelas semelhantes ao Sol que compõem o sistema binário têm um período orbital de apenas 4,75 dias. Separadas por cerca de 10,6 milhões de quilômetros (6,61 milhões de milhas), suas massas foram determinadas a partir de medições de velocidade radial usando o espectrógrafo do refletor Tillinghast de 1,5 metro no Observatório Whipple, no Arizona. A terceira estrela, a mais externa, orbita o sistema binário a cada 412,8 dias (1,13 anos), estando a uma distância de 253,7 milhões de quilômetros (157,7 milhões de milhas).
Esta estrela tripla eclipsante é significativamente mais larga do que muitas outras estrelas triplas eclipsantes já descobertas, como Lambda Tauri, identificada em 1956 como a primeira estrela tripla eclipsante conhecida, com a estrela mais externa apresentando um período de 30,5 dias. Ainda mais próxima está TIC 290061484, uma estrela tripla eclipsante descoberta pelo Telescópio de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TEST) em 2024, com uma estrela binária central apresentando um período de 1,8 dias e um período de apenas 24,5 dias para a estrela mais externa.
Território perigoso para planetas.
Será que sistemas triplos como esse poderiam conter planetas? Existe uma zona de exclusão para planetas em órbitas circunstelares ao redor de estrelas binárias, dentro da qual um planeta não pode se aproximar a menos de quatro vezes o período do sistema binário. No caso da binária interna em TIC 295741342, isso levaria a uma zona de instabilidade de até um período orbital de 19 dias, o que ainda é bastante próximo de estrelas binárias. No entanto, a presença da terceira estrela externa, localizada um pouco mais distante do que a distância de Marte ao Sol, limitaria muitas órbitas planetárias possíveis a distâncias maiores do sistema binário. A terceira estrela poderia hospedar seus próprios planetas, mas, novamente, o sistema binário tornaria instáveis quaisquer planetas em órbitas maiores.
No entanto, em sistemas triplos amplos, a existência de órbitas planetárias estáveis é possível, embora com algumas ressalvas.
«"A órbita do planeta teria que ser muito ampla", disse Powell. "E encontrá-lo seria difícil.".
Um dos sistemas triplos eclipsantes mais amplos é o TIC 99013269, onde a estrela mais externa orbita a cada 604 dias a uma distância de cerca de 370 milhões de quilômetros (230 milhões de milhas) – menos da metade da distância de Júpiter ao nosso Sol.
É interessante considerar o que os habitantes de quaisquer mundos ou luas orbitando uma estrela externa experimentariam durante eclipses. Imagine um mundo com uma lua habitável em rotação sincronizada com seu planeta. Na maior parte do tempo, estaria sob alguma forma de luz solar, seja proveniente de sua estrela, da estrela mais externa, de um sistema binário localizado um pouco mais distante ou mesmo da luz refletida pelo planeta. No entanto, em certos momentos, ocorreria uma série de eclipses — a estrela externa eclipsaria a estrela binária, e o planeta eclipsaria a estrela externa, do ponto de vista da lua.
Isso só aconteceria quando o hemisfério da Lua voltado para o planeta estivesse em completa escuridão.
Futura supernova
Embora a natureza coplanar de TIC 295741342 nos informe sobre sua origem, o que aprendemos sobre as estrelas por causa de sua coplanaridade também nos diz como elas terminarão suas vidas.
A estrela mais externa do sistema TIC 295741342 está começando a envelhecer. Ela se separou da sequência principal de estrelas que queimam hidrogênio, como o nosso Sol, e se tornou uma gigante vermelha. Seu diâmetro já é 10,6 vezes maior que o do Sol e continuará a se expandir. Eventualmente, ela se tornará tão grande e difusa que a gravidade da estrela binária começará a arrancar matéria da gigante vermelha, o que poderá levar a todo tipo de consequências imprevistas.
Suas camadas externas difusas poderiam formar um envelope comum de matéria estelar envolvendo as três estrelas. Isso poderia levar à instabilidade orbital no sistema binário e a uma possível fusão. Então, no futuro, quando o componente binário entrar na fase de gigante vermelha, muito tempo depois da estrela externa ter colapsado em uma anã branca compacta, a transferência de massa poderia recomeçar na direção oposta, e a matéria cairia sobre a superfície da anã branca. Isso desencadearia explosões na anã branca, que seriam observadas em toda a galáxia como erupções de novas estrelas.
Assim, parece que a história das três estrelas em TIC 295741342 já foi escrita, graças a observações cuidadosas, incluindo quatro anos de estudos de velocidade radial para calcular as massas dos planetas, observações de eclipses com o TESS e determinação da forma orbital da estrela mais externa.
«"O valor deste sistema reside na abrangência dos dados", disse Powell. "Isso faz do sistema um excelente candidato para estudos evolutivos.".
Os resultados das observações do objeto TIC 295741342 são descritos em um artigo atualmente publicado no arquivo de pré-publicações arXiv.