Введение

В мире астрономии существует множество загадок, и одна из самых интригующих — это редкость планет, вращающихся вокруг двойных звёзд. Несмотря на то что большинство звёзд образуется в парах, планеты, обращающиеся вокруг обеих звёзд, встречаются крайне редко. В этой статье мы разберёмся, почему это происходит, и как общая теория относительности Эйнштейна помогает объяснить эту аномалию.

Общая информация о звёздных системах

На сегодняшний день астрономы открыли более 4500 звёзд, которые имеют планеты. Однако удивляет тот факт, что из более чем 6000 подтверждённых экзопланет, лишь 14 из них вращаются вокруг двойных звёзд. Это вызывает вопросы: где же все планеты с двумя солнцами, подобные Татуину из «Звёздных войн»?

Причины редкости планет в двойных звёздных системах

Исследования астрономов из Калифорнийского университета в Беркли и Американского университета в Бейруте выявили, что основная причина редкости экзопланет, вращающихся вокруг двойных звёзд, заключается в гравитационных взаимодействиях и эффектах общей теории относительности. В большинстве двойных систем звёзды имеют схожие, но не идентичные массы и вращаются друг вокруг друга по эллиптическим орбитам.

Гравитационные взаимодействия и их последствия

Когда планета обращается вокруг пары звёзд, гравитационные силы, действующие со стороны звёзд, влияют на её орбиту, вызывая её прецессию. Это явление схоже с тем, как ось крутящейся верхушки изменяет своё направление под воздействием силы тяжести на Земле. Однако орбита звёзд также прецессирует, и это в значительной степени вызвано эффектами общей теории относительности.

Нестабильная орбита и её последствия

Со временем взаимодействия между звёздами приводят к уменьшению их орбиты, что в свою очередь влияет на скорость прецессии как звёзд, так и планет. Когда эти скорости совпадают, орбита планеты становится слишком вытянутой, что приводит к двум возможным исходам: планета либо сближается с двойной звездой и может быть разорвана приливными силами, либо её орбита становится настолько нестабильной, что она выталкивается из системы.

Выживание планет вокруг двойных звёзд

Несмотря на то, что планеты вокруг двойных звёзд крайне редки, это не означает, что их нет. Учёные предполагают, что такие планеты существуют, но находятся на слишком большом расстоянии от звёзд, что делает их трудными для обнаружения с помощью современных методов, таких как транзитные наблюдения, проведённые телескопами Kepler и TESS.

Астрономические наблюдения и статистика

Миссии Kepler и TESS искали экзопланеты, фиксируя небольшое затемнение звёзд, когда планета проходила перед ними. Однако, несмотря на обнаружение около 3000 затмевающих двойных звёзд, ожидалось, что 10% из них будут иметь массивные планеты. В итоге было найдено всего 47 кандидатов на планеты вокруг двойных звёзд, из которых только 14 были подтверждены как транзитные циркумбинарные планеты.

Зона нестабильности и её влияние

Астрономы обнаружили, что вокруг двойных звёзд существует зона нестабильности, в которой планеты не могут выжить. В этой зоне взаимодействия между звёздами и планетами либо выбрасывают планету из системы, либо сближают её с одной из звёзд, что приводит к её разрушению. Удивительно, но 12 из 14 известных транзитных экзопланет вокруг плотных двойных звёзд находятся за пределами этой зоны нестабильности, что указывает на то, что они, вероятно, мигрировали с более дальних орбит.

Заключение

Редкость планет в двойных звёздных системах остаётся одной из интереснейших загадок астрономии. Понимание того, как общая теория относительности и гравитационные взаимодействия влияют на орбиты планет, открывает новые горизонты в изучении экзопланет. Научные исследования продолжаются, и, возможно, в будущем мы сможем раскрыть ещё больше тайн, связанных с планетами вокруг двойных звёзд.