Słynny podwójny zachód słońca na Tatooine z „Gwiezdnych Wojen” to nie tylko science fiction. Planety krążące wokół dwóch gwiazd, zwane planetami okołopodwójnymi, istnieją w Drodze Mlecznej. Jednak astronomowie odkryli ich znacznie mniej, niż oczekiwano, a nowe badanie sugeruje, że winna może być ogólna teoria względności Einsteina.
Brakujące planety: anomalia statystyczna
Biorąc pod uwagę, że około 10% układów pojedynczych gwiazd zawiera planety, naukowcy przewidzieli podobną liczbę dla 3000 znanych układów podwójnych gwiazd w naszej galaktyce. Oznaczałoby to około 300 planet okołopodwójnych. Jednak spośród ponad 6000 odkrytych do tej pory egzoplanet tylko 14 zostało potwierdzonych. Ta rozbieżność zaintrygowała badaczy, co skłoniło ich do zbadania leżącej u podstaw fizyki.
Rola ogólnej teorii względności i chaosu orbitalnego
Nowe badanie prowadzone przez Mohammada Farhata z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley wskazuje na chaotyczne interakcje grawitacyjne w układach podwójnych. Obie gwiazdy krążą wokół siebie po orbitach eliptycznych, a każda planeta złapana w ich taniec grawitacyjny doświadcza powolnej spiralnej zmiany swojej orbity – procesu zwanego precesją.
Co najważniejsze, gwiazdy same również ulegają precesji w wyniku skutków ogólnej teorii względności. W miarę jak gwiazdy zbliżają się do siebie, ich precesja przyspiesza, podczas gdy precesja planet zwalnia. Kiedy te prędkości się pokrywają, orbita planety staje się niebezpiecznie rozciągnięta.
Destabilizacja i uwolnienie
Rezonans ten powoduje ekstremalną niestabilność orbity. Według badań planeta albo skręca się spiralą do wewnątrz i zostaje rozerwana przez gwiazdy, albo zostaje wyrzucona z układu. Efekt ten jest szczególnie wyraźny w bliskich układach podwójnych, gdzie gwiazdy krążą bardzo blisko siebie (okresy trwające tydzień lub krócej).
Dlaczego możemy za nimi tęsknić
Badanie podkreśla również potencjalną stronniczość obserwacji. Obecne misje poszukiwania planet, takie jak Kepler i TESS, są najskuteczniejsze w znajdowaniu planet w bliskich układach podwójnych, gdzie niestabilność jest największa. Oznacza to, że brak odkryć może nie wynikać z faktycznego niedoboru, ale raczej z faktu, że planety te są krótkotrwałe lub trudne do obserwacji.
Ostatecznie Droga Mleczna może ukryć setki lub tysiące światów podobnych do Tatooine. Wyzwanie polega teraz na udoskonaleniu naszych metod wyszukiwania, aby je znaleźć, zanim grawitacja rozerwie je na kawałki lub wyrzuci w przestrzeń międzygwiazdową.
