Kaksoistähtiä kiertävien planeettojen harvinaisuutta selittää suhteellisuusteoria

Kahden emotähden paria kiertäviä planeettoja tunnetaan vain muutamia. Tutkimus ehdottaa, että harvinaisuuden syynä ovat kiertoratamekaniikan hienoudet, jotka pohjaavat Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan.

Aurinkokunnassa Merkuriuksen radan prekession eli rataellipsin kiertymisen tarkka suuruus oli yksi tärkeimmistä Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian selittämistä ilmiöistä. Sama suhteellisuusteoreettinen ilmiö tapahtuu huomattavasti voimakkaampana myös kaksoistähdillä.

Suurin osa kaksoistähdistä kiertää toisiaan selvästi ellipsin muotoisilla radoilla ympyräratojen sijaan.

Mikäli tähdet ovat suhteellisen lähekkäin, niiden vuorovesivoimien aiheuttama lukittuminen tuo ne vähitellen yhä lähemmäksi toisiaan. Silloin yleisestä suhteellisuusteoriasta seuraava prekessio voimistuu.

Tähtiparin lähentyminen saa niiden kiertoajan ennen pitkää resonanssiin planeetan kanssa. Tämä venyttää planeetan rataa ympyrämäisestä elliptiseksi.

“Tällöin voi tapahtua kaksi asiaa. Joko planeetta alkaa käymään hyvin lähellä tähtiparia ja vuorivesivoimat vaurioittavat sitä tai se osuu tähtiin. Toinen mahdollisuus on, että planeetta sinkoutuu pois tähtiä kiertämästä”, selostaa Mohammad Farhat UC Berkeleystä.

Kepler ja Tess -avaruusteleskooppien varmistamista 14 eksoplaneetasta, jotka kiertävät lähekkäistä kahden tähden paria ei yhdessäkään tapauksessa tähtien keskinäinen kiertoaika ole alle seitsemää Maan vuorokautta. Tämä sopii hyvin tutkimuksen ennusteisiin.

Science fictionista löytyy monenlaisia esimerkkejä moninkertaisia tähtiä kiertävistä planeetoista.

Esimerkiksi George Lucasin Star Wars -elokuvien Tatooine-planeetta kiertää tähtiparia ja Liu Cixinin Kolmen kappaleen probleema -sarjan muukalaisten kotiplaneetta kiertää kolmea emotähteä. Brian Aldissin Helliconia-kirjasarjassa puolestaan tapahtumat sijoittuvat planeetalle, jonka emotähti kiertää tuhansien vuosien periodilla jättiläistähteä. Tämä aiheuttaa planeetalle tuhansien vuosien pituisia ilmastosyklejä.

Aiheesta lisää Nasa (englanniksi)