Planetele care orbitează doi sori sunt extrem de rare, chiar dacă logica ar sugera contrariul. Observațiile astronomice sugerează că doar o mână de exoplanete au fost descoperite în sisteme binare, în ciuda faptului că stelele în perechi sunt destul de comune. Un studiu recent oferă o explicație bazată pe teoria relativității generale a lui Albert Einstein.
De ce sunt puține planete în jurul stelelor duble
Dintre cele peste 6.000 de exoplanete confirmate până acum, majoritatea fiind descoperite cu ajutorul Telescopului Spațial Kepler și al satelitului TESS, doar 14 au fost observate orbitând sisteme binare. Astronomii se așteptau să găsească sute de astfel de lumi, inclusiv unele asemănătoare cu planeta Tatooine din „Star Wars”.
Problema constă în dinamica acestor sisteme stelare. Într-un sistem binar tipic, cele două stele se rotesc una în jurul celeilalte pe orbite eliptice. O planetă care le orbitează pe ambele este afectată de gravitația combinată a stelelor. Acest lucru determină ca orbita planetei să se rotească încet, fenomen cunoscut sub numele de precesie. Din cauza efectelor relativiste, stelele suferă un proces similar. 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, iar orbita planetei devine instabilă, alungindu-se tot mai mult.
În cele din urmă, planeta poate fi distrusă, fie intrând în coliziune cu una dintre stele, fie fiind ejectată complet din sistem. Acesta este motivul principal pentru care astfel de planete sunt atât de rare. Sistemele binare care au planete tind să aibă planete la distanțe mari, unde orbitele sunt mai stabile.
Rolul teoriei relativității generale
Teoria relativității generale a lui Albert Einstein, formulată în 1915, oferă o explicație a acestui fenomen. Această teorie descrie gravitația ca o deformare a spațiu-timpului. În sistemele binare, pe măsură ce stelele se apropie, efectele relativiste devin din ce în ce 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. Studiul demonstrează că relativitatea generală nu influențează doar fenomenele extreme, ci și evoluția sistemelor planetare. În unele cazuri, aceasta stabilizează orbite, în altele le destabilizează complet, modelând astfel arhitectura Universului.
Implicații pentru înțelegerea universului
Descoperirea aduce o perspectivă nouă asupra modului în care sistemele planetare se formează și evoluează. Studiul, publicat în revista „The Astrophysical Journal Letters”, arată că relativitatea generală nu este relevantă doar pentru fenomenele extreme, cum ar fi găurile negre sau găurile de vierme, ci joacă un rol crucial în modelarea sistemelor planetare.
