Парадокс «Татуинов»: почему в Галактике так мало планет с двумя солнцами
Фанаты «Звездных войн» помнят сцену, где Люк Скайуокер смотрит на два заходящих солнца на своей родной планете — Татуине. Джордж Лукас позаимствовал этот образ из «Дюны» Фрэнка Герберта, чтобы показать суровый и безжизненный мир. Однако в теории планеты с двумя звездами не должны быть фантастикой: двойные звездные системы встречаются часто и составляют от трети до половины всех звезд Млечного Пути.
Большинство светил в нашей Галактике рождаются парами. Астрономам известно уже около 4500 звезд, вокруг которых вращаются планеты, а общее число найденных экзопланет превысило 6100. При этом лишь 14 из них вращаются вокруг двойных звезд, хотя ученые ожидали найти около 300 таких объектов.
Астрофизики Мохаммад Фархат из Калифорнийского университета в Беркли и Джихад Тума из Американского университета Бейрута нашли причину этой аномалии. Результаты их исследования опубликовал научный журнал The Astrophysical Journal Letters. Авторы считают, что виновата Общая теория относительности Альберта Эйнштейна.
Телескопы Kepler и TESS ищут экзопланеты транзитным методом. Они фиксируют падение яркости звезды, когда перед ней проходит небесное тело. Kepler обнаружил около 3000 затемненных двойных звезд. Обычно крупные планеты есть у 10% солнцеподобных звезд. Ученые рассчитывали увидеть такую же статистику и у двойных систем, однако вокруг тесных пар с периодом обращения менее семи дней наблюдается «пустыня»: планет там практически нет.
Фархат и Тума изучили, как гравитация влияет на орбиты в таких системах. Общая теория относительности описывает, как массивные объекты искривляют пространство-время. Это искривление заставляет орбиты небесных тел поворачиваться. Такое явление называют прецессией. Например, в Солнечной системе из-за этого смещается ближайшая к Солнцу точка орбиты Меркурия. То же самое происходит в двойных звездных системах. Звезды в них постепенно сближаются из-за приливных сил и взаимодействия с газом.
Когда период обращения звезд сокращается до недели, скорость поворота их орбиты возрастает. У планеты, которая вращается вокруг этой пары, орбита тоже прецессирует. В какой-то момент скорости поворота орбит звезд и планеты совпадают. Возникает резонанс. Из-за него орбита планеты сильно вытягивается и деформируется.
Планета начинает приближаться к зоне нестабильности. Там гравитационное взаимодействие трех тел становится хаотичным. Компьютерные модели показали, что релятивистские эффекты нарушают орбиты восьми из десяти планет в таких системах. Большинство из них погибает. Планета либо падает на одну из звезд и разрушается, либо выбрасывается из системы в открытый космос. Мохаммад Фархат сравнивает формирование планеты на краю зоны нестабильности с попыткой слепить снежок во время урагана.
Этот разрушительный процесс длится десятки миллионов лет, что по космическим меркам очень быстро. Именно поэтому мы редко видим «Татуины». Данные телескопов подтверждают выводы ученых: ни одна из 14 известных планет в двойных системах не находится рядом с тесными парами звезд. Большинство обнаруженных планет расположены сразу за пределами опасной зоны. Скорее всего, они мигрировали туда уже после формирования.
Ученые получили изображение «Татуина» на минимальном расстоянии от светил-близнецов
Это не означает, что у двойных звезд вообще нет планет. Они могут существовать, но находятся слишком далеко от своих светил, чтобы их можно было заметить транзитным методом. Теория Эйнштейна продолжает объяснять устройство космоса спустя сто лет. В нашей системе релятивистские эффекты удержали Меркурий от хаотичного вылета, а в двойных системах те же законы физики работают на разрушение.
На обложке генерация Pro Космос
Самое популярное
