Почему планет типа Татуина так мало: общая теория относительности объясняет дефицит миров у двойных звёзд

Астрономы давно заметили, что планет, обращающихся вокруг двойных звёзд, обнаружено намного меньше, чем ожидалось. Новое исследование предлагает объяснение этому феномену, связывая его с эффектами общей теории относительности.

Астрономы давно заметили, что планет, обращающихся вокруг двойных звёзд, обнаружено намного меньше, чем ожидалось. Новое исследование предлагает объяснение этому феномену, связывая его с эффектами общей теории относительности.

Орбитальная динамика в двойных системах значительно сложнее, чем у одиночных звёзд. Гравитационные возмущения от двух светил заставляют планету прецессировать, то есть медленно поворачивать ось своей орбиты. Одновременно орбита самой двойной звезды также прецессирует, причём в основном из-за релятивистских эффектов.

Когда звёзды в паре со временем сближаются из-за приливных взаимодействий, их прецессия ускоряется, а прецессия планеты, наоборот, замедляется. В момент, когда эти два темпа совпадают, возникает резонанс. Именно он приводит к катастрофическим последствиям для планеты.

Попав в резонанс, орбита планеты сильно вытягивается. Это приводит либо к слишком тесному сближению со звёздами, где планета разрушается приливными силами, либо к мощному гравитационному толчку, который выбрасывает планету из системы целиком.

Это объясняет, почему телескопы Kepler и TESS, обнаружившие тысячи экзопланет у одиночных звёзд, нашли лишь единичные случаи у двойных. Планеты в таких системах либо уничтожаются, либо оказываются на далёких и труднодetectable орбитах.

Предложенный механизм учитывает как ньютонову динамику, так и поправки общей теории относительности. Он естественным образом возникает в изолированных двойных системах, а также в тройных, где влияние третьей звезды дополнительно влияет на динамику.

Открытие заставляет пересмотреть модели формирования и эволюции планет в двойных системах. Резонанс прецессии должен явно учитываться в будущих расчётах, что позволит точнее предсказывать, где искать уцелевшие миры.

Несмотря на редкость, планеты вокруг двойных звёзд, подобные Татуину из Звёздных войн, всё же могут существовать. Их поиск потребует новых методов наблюдений, возможно, с помощью более чувствительных телескопов следующего поколения.