Planetele care orbitează doi sori simultan sunt extrem de rare, chiar dacă stelele binare sunt comune în Univers. Un studiu recent oferă o explicație bazată pe teoria relativității generale a lui Albert Einstein. Dintre cele peste 6.000 de exoplanete confirmate până acum, doar 14 au fost observate orbitând sisteme binare. Astronomii au căutat de mult timp aceste lumi, demne de un film science-fiction, dar până acum, rezultatele nu au fost cele așteptate.

De ce sunt atât de puține planete în sisteme binare

În general, două stele dintr-un sistem binar se rotesc una în jurul celeilalte pe orbite eliptice. O planetă care orbitează ambele stele este afectată de gravitația lor combinată. Acest lucru face ca orbita planetei 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. Pot exista două scenarii posibile: planeta ajunge foarte aproape de stele și este distrusă sau absorbită, sau este aruncată complet din sistem. În ambele cazuri, planeta dispare.

Sistemele binare nu sunt lipsite de planete, totuși. Cele care supraviețuiesc tind să orbiteze la distanțe mult mai mari, ceea ce le face greu de detectat cu metodele actuale. 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 consideră că aceste planete s-au format mai departe și au migrat ulterior spre interior.

Teoria lui Einstein, cheia înțelegerii

Fenomenul identificat de cercetători este legat direct de teoria relativității generale formulată de Albert Einstein în 1915, care descrie gravitația ca o deformare a spațiu-timpului. Aceeași teorie explică și particularități ale orbitei planetei Mercur. 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. Studiul arată că relativitatea generală nu explică doar fenomene extreme, ci influențează și evoluția sistemelor planetare.

Implicații pentru Univers

Simulările arată că aproximativ 80% dintre planetele din jurul sistemelor binare strânse ar deveni instabile și ar fi distruse în timp. Aceasta este o explicație a de ce sunt observate atât de puține. Descoperirea subliniază modul în care relativitatea generală contribuie la formarea și evoluția Universului. Ea dictează, în unele cazuri, care orbite sunt stabile și care nu, influențând arhitectura cosmică. Cercetarea a fost publicată în revista The Astrophysical Journal Letters.