Aproape inexistente, planetele care orbitează două stele simultan reprezintă o raritate cosmică, spre surprinderea astronomilor. Un studiu recent oferă o explicație bazată pe teoria relativității generale, elucidând enigma din spatele absenței acestor lumi spectaculoase, asemănătoare cu planeta Tatooine din „Star Wars”.
De ce sunt atât de puține planete în jurul sistemelor binare?
Dintre cele peste 6.000 de exoplanete confirmate până acum, majoritatea descoperite de Telescopul Spațial Kepler și de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), doar 14 au fost observate orbitând sisteme binare. Astronomii se așteptau la sute de astfel de lumi. Dar de ce planetele care orbitează doi Sori sunt atât de rare?
Într-un sistem binar tipic, două stele se rotesc una în jurul celeilalte pe orbite eliptice. O planetă care le orbitează pe ambele este influențată de gravitația lor combinată, ceea ce face ca orbita sa să se rotească lent, un fenomen numit precesie. Stelele suferă și ele un proces similar, dar din cauza efectelor relativiste. Pe măsură ce stelele se apropie treptat una de alta, precesia lor se accelerează, în timp ce precesia planetei încetinește. La un moment dat, cele două ritmuri pot intra în rezonanță. Atunci, orbita planetei devine instabilă, alungindu-se tot mai mult.
„Se pot întâmpla două lucruri: fie planeta ajunge foarte aproape de stele și este distrusă sau absorbită, fie este aruncată complet din sistem”, explică cercetătorii. În ambele cazuri, planeta dispare.
Rolul teoriei relativității generale
Fenomenul este legat direct de teoria formulată de ALBERT EINSTEIN în 1915, care descrie gravitația ca o deformare a spațiu-timpului. Aceeași teorie explică și particularități ale orbitei lui Mercur, care nu pot fi descrise complet doar prin legile lui NEWTON. În sistemele binare, pe măsură ce stelele se apropie de-a lungul a milioane și miliarde de ani, efectele relativiste devin tot mai importante. Acestea modifică dinamica orbitelor și pot duce la distrugerea planetelor.
Procesul este relativ rapid la scară cosmică, ceea ce explică absența planetelor în jurul sistemelor binare foarte apropiate. Practic, multe dintre ele au existat, dar au fost eliminate de-a lungul timpului. Simulările arată că aproximativ 80% dintre planetele din jurul sistemelor binare strânse ar deveni instabile și ar fi distruse în timp.
Planete la marginea „zonei de instabilitate”
Majoritatea planetelor cunoscute a fi în sisteme binare se află chiar la marginea unei „zone de instabilitate”, unde gravitația combinată a stelelor face imposibilă menținerea unor orbite stabile. Se crede că aceste planete s-au format mai departe și au migrat ulterior spre interior.
Descoperirea arată că relativitatea generală nu explică doar fenomene extreme, ci influențează și evoluția sistemelor planetare. În unele cazuri stabilizează orbite, în altele le destabilizează complet, modelând astfel arhitectura Universului. Studiul a fost publicat în revista „The Astrophysical Journal Letters”.
