Планета, представленная черным цветом, вращается вокруг пары звезд — двойной звездной системы

Астрономы объяснили редкость планет, подобных Татуину

Из тысяч известных экзопланет лишь единицы вращаются вокруг двух звезд. Причина оказалась связана с фундаментальными законами физики.
Автор Наука Mail
Молодой Люк Скайуокер наблюдает двойной закат с планеты Татуин
Кадр из оригинального фильма «Звездные войны» 1977 года, на котором молодой Люк Скайуокер наблюдает двойной закат с планеты ТатуинИсточник: Калифорнийский университет в Беркли

Экзопланеты с двумя солнцами выглядят эффектно в кино, но в реальном космосе такие миры — редкость. Хотя двойные звездные системы составляют от трети до половины всех звезд в Млечном Пути, планет вокруг них почти нет. Из примерно 6100 подтвержденных экзопланет лишь 14 вращаются сразу вокруг двух звезд. Особенно мало их у тесных пар с периодом обращения меньше недели.

Причину этого дефицита объяснили астрофизики Мохаммад Фархат из Калифорнийского университета в Беркли и Джихад Тума из Американского университета в Бейруте. Их работа, опубликованная в журнале The Astrophysical Journal Letters, показала, что ключевую роль играет общая теория относительности.

Планета вращается вокруг двух звезд
Планета, представленная черным цветом, вращается вокруг пары звезд — двойной звездной системыИсточник: NASA

По мере эволюции двойные звезды постепенно сближаются, и их орбита начинает медленно «проворачиваться» в пространстве — это называется прецессией. Орбита планеты вокруг такой пары тоже прецессирует. Но со временем скорости этих процессов могут совпасть. Возникает орбитальный резонанс, при котором траектория планеты вытягивается и становится все более неустойчивой.

Моделирование показало, что в этом состоянии до 75% планет либо выбрасываются из системы, либо падают на одну из звезд и разрушаются. Весь процесс занимает всего несколько десятков миллионов лет — очень короткий срок по астрономическим меркам. Поэтому вокруг тесных двойных систем планеты почти не успевают сохраниться.

Механизм перехода планет на нестабильную орбиту
Пошаговое объяснение того, почему планеты, вращающиеся вокруг двойной звезды, в конечном итоге переходят на нестабильную орбиту и исчезают из системыИсточник: Калифорнийский университет в Беркли

Те немногие миры, которые выживают, обычно находятся далеко от звезд — за пределами опасной зоны гравитационной нестабильности. Они движутся по широким орбитам и редко проходят по диску светил, из-за чего телескопы вроде Kepler и TESS почти не могут их обнаружить. В итоге планеты с двумя солнцами не исчезли совсем, но чаще всего либо гибнут на ранних этапах, либо остаются скрытыми на окраинах своих систем. Иронично, что та же теория относительности, которая помогает удерживать планеты в одних системах, в других делает их существование почти невозможным.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что кольцевое солнечное затмение увидят всего несколько человек на Земле.