Γιατί εξαφανίζονται οι πλανήτες με δύο Ήλιους; Ο Αϊνστάιν «κατηγορείται» για το κοσμικό μυστήριο
Οι πλανήτες που περιφέρονται γύρω από δύο αστέρια, όπως ο Tatooine του Star Wars, είναι πολύ πιο σπάνιοι από ό,τι περίμεναν οι αστρονόμοι. Από τις χιλιάδες εξωπλανήτες που έχουν ανακαλυφθεί, μόνο 14 έχουν επιβεβαιωθεί ότι περιφέρονται γύρω από δυαδικά αστρικά συστήματα, ενώ οι θεωρητικές προβλέψεις έλεγαν ότι θα έπρεπε να υπάρχουν εκατοντάδες.
Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ και το Αμερικανικό Πανεπιστήμιο της Βηρυτού δίνει μια απρόσμενη εξήγηση: ο κύριος υπαίτιος είναι η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αλμπερτ Αϊνστάιν.
Στα στενά δυαδικά συστήματα, όπου τα δύο αστέρια περιστρέφονται γρήγορα το ένα γύρω από το άλλο (σε λιγότερο από περίπου επτά ημέρες), οι παλιρροϊκές δυνάμεις κάνουν την τροχιά τους να συρρικνώνεται αργά με τον χρόνο. Η γενική θεωρία της σχετικότητας προκαλεί επιτάχυνση στην περιστροφή της τροχιάς (precession) των αστέρων. Αντίθετα, ένας πλανήτης που περιφέρεται γύρω και από τα δύο επηρεάζεται διαφορετικά, με πιο αργή precession.
Όταν οι δύο ρυθμοί συγχρονίζονται σε μια κατάσταση resonance, η τροχιά του πλανήτη γίνεται όλο και πιο ελλειπτική και ασταθής. Τελικά, ο πλανήτης είτε πλησιάζει υπερβολικά τα αστέρια και καταστρέφεται από παλιρροϊκές δυνάμεις ή καταπίνεται από ένα από αυτά, είτε εκτοξεύεται εντελώς έξω από το σύστημα.
«Δύο πράγματα μπορεί να συμβούν: είτε ο πλανήτης πλησιάζει πάρα πολύ το δυαδικό και υφίσταται παλιρροϊκή διάσπαση ή καταπίνεται από ένα αστέρι, είτε η τροχιά του διαταράσσεται σοβαρά και τελικά εκτοξεύεται από το σύστημα», εξηγεί ο Mohammad Farhat, Miller Postdoctoral Fellow στο UC Berkeley και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Με μαθηματικούς υπολογισμούς και προσομοιώσεις, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι περίπου οκτώ στους δέκα πλανήτες γύρω από στενά δυαδικά συστήματα αποσταθεροποιούνται, με τους περισσότερους να καταστρέφονται. Αυτό εξηγεί την «πλανητική έρημο» που παρατηρείται γύρω από πολύ στενά binaries, ενώ οι λίγοι επιζώντες πλανήτες βρίσκονται σε μεγαλύτερες αποστάσεις, όπου είναι πιο δύσκολο να ανιχνευθούν με τις μεθόδους transit των Kepler και TESS.
«Σίγουρα υπάρχουν πλανήτες εκεί έξω. Απλώς είναι δύσκολο να τους εντοπίσουμε με τα σημερινά όργανα», τονίζει ο συν-συγγραφέας Jihad Touma, καθηγητής Φυσικής στο Αμερικανικό Πανεπιστήμιο της Βηρυτού.
Η μελέτη δεν υποστηρίζει ότι τα δυαδικά συστήματα στερούνται πλανητών εντελώς, αλλά ότι η γενική σχετικότητα «καθαρίζει» αποτελεσματικά τους κοντινούς σε αυτά. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο The Astrophysical Journal Letters και δείχνουν πόσο βαθιά επηρεάζει ακόμα και σήμερα η θεωρία του Αϊνστάιν την εξέλιξη πλανητικών συστημάτων – σταθεροποιώντας κάποια και αποσταθεροποιώντας άλλα.