Тайна раскрыта: почему у горячих двойных звёзд Млечного Пути почти нет планет
В астрономии долгие годы существовала загадка, которую ученые никак не могли объяснить: почему, несмотря на то что большинство звезд рождается парами и многие из них имеют собственные планетные системы, обнаружить планеты, вращающиеся сразу вокруг двух звезд, удается крайне редко? Из более чем 6000 подтвержденных экзопланет лишь 14 находятся в таких «двойных» орбитах. Особенно остро дефицит заметен у тесных пар звезд, чьи орбиты вокруг друг друга замыкаются всего за несколько дней.
Новое исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, проливает свет на этот феномен. Оказывается, ключ к разгадке кроется в глубинах общей теории относительности Эйнштейна и долговременной динамике орбитальных систем.
Загадка космической статистики
Еще миссия Kepler показала удивительное несоответствие между теорией и наблюдениями. Астрономы ожидали, что в данных спутника можно будет найти порядка 300 планет, вращающихся вокруг тесных двойных звезд, однако кандидатов оказалось всего 47, а подтвержденных — лишь 14. Почему планеты, казалось бы, привычные и распространенные объекты, так массово исчезают именно в этих системах?
Ответ, как показало новое исследование, лежит в тонкой, но разрушительной игре орбитальных прецессий.
Как известно, тела в гравитационном поле могут испытывать прецессию — медленное вращение орбиты в пространстве. В двойной звездной системе прецессия затрагивает как планету, так и сами звезды.
Планета реагирует на меняющееся гравитационное поле двух светил.
Звезды под действием приливных сил постепенно сближаются, а их орбиты прецессируют под влиянием релятивистских эффектов, предсказанных Эйнштейном.
Со временем скорости этих двух видов прецессий могут войти в резонанс, что приводит к катастрофическому вытягиванию орбиты планеты в узкий эллипс. На каждом витке планета оказывается все ближе к звездной паре, пока не попадает в область динамической нестабильности, где гравитационное взаимодействие трех тел становится хаотичным.
Итог предсказуемо драматичен: планета либо разрушается приливными силами, либо поглощается одной из звезд, либо выбрасывается в межзвездное пространство. Моделирование показывает, что такой судьбы удостаивается около 80% планет у тесных двойных систем.
Где прячутся оставшиеся планеты?
Любопытно, что те немногие планеты, которые выживают, обнаруживаются чуть дальше границы зоны хаоса — достаточно далеко, чтобы избежать разрушения, но достаточно близко, чтобы их можно было наблюдать современными инструментами. Исследователи предполагают, что на широких орбитах, где релятивистские эффекты слабее, планет может быть даже больше, но пока их просто невозможно надежно обнаружить.
Таким образом, почти через столетие после того, как общая теория относительности объяснила аномалии орбиты Меркурия, релятивистские эффекты снова переписывают понимание астрономами устройства Вселенной, на этот раз стирая целые миры с космической карты.
Значение открытия
Открытие имеет не только теоретическое, но и практическое значение. Оно объясняет долгую аномалию в статистике экзопланет, показывает важность учета релятивистских эффектов в динамике планетных систем и подсказывает направления для будущих поисков экзопланет на широких орбитах.
Теперь астрономы смогут точнее оценивать вероятное число планет в двойных системах и лучше понимать процессы формирования и разрушения планетных миров в сложных гравитационных полях.
Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что Илюмжинов раскрыл предсказание Ванги о встрече человечества с инопланетянами в 2026 году
