على الرغم من توقعات وجود مئات، إلا أن 14 كوكبًا خارجيًا مؤكدًا فقط يدور حول نجمين، وفقًا لبيانات Kepler وTESS. بحث من UC Berkeley يكشف أن Einstein's general relativity تسبب عدم تطابق في الإحلال في الثنائيات الضيقة (فترات <7 أيام)، مما يؤدي إلى orbital resonance، وeccentricity growth، وinstability zone clearance, مدمرًا ~80% من الكواكب. الناجون ربما هاجروا من مدارات خارجية أكثر أمانًا.
بصفته المؤسس والصوت البحثي الرئيسي في Kodawire، يتمتع إيليا توبس بأكثر من 15 عامًا من الخبرة في تشريح الأنظمة الجيوسياسية والمالية المعقدة. يركز عمله على الحوكمة الأخلاقية للتقنيات الناشئة، والهياكل المتغيرة للتمويل العالمي، ومستقبل التربية في عالم رقمي. بصفته مدافعًا قويًا عن الصحافة عالية الدقة، أنشأ Kodawire ليكون ملاذًا للذكاء العميق. وبالابتعاد عن الطبيعة العابرة للعناوين الحديثة، يقدم Kodawire رؤى دائمة وموثقة تتحدى الوضع الراهن وتمكن القارئ العالمي.
قد تكون نسبية أينشتاين العامة تمحو الكواكب حول النجوم الثنائية
كانت الكواكب التي تدور حول نجمتين متوقعة أن تكون موجودة في كل مكان. بدلاً من ذلك، وجد علماء الفلك القليل منها فقط، ويوحي بحث جديد بأن نسبية أينشتاين العامة قد تكون تمحو الكثير منها بهدوء.
لسنوات، أحير هذا الفجوة العلماء. النجوم الثنائية شائعة في المجرة، ويُعتقد أن تكوّن الكواكب يحدث بشكل متكرر، لذا لم تكن الأرقام تتوافق ببساطة.
أكدت الملاحظات من بعثات رئيسية مثل Kepler وTESS هذا التناقض. ما كان يبدو واعدًا لاكتشاف عوالم غريبة تحول إلى سؤال أعمق حول كيفية سلوك الجاذبية مع مرور الزمن. لتقنيات الملاحظة الفلكية المتقدمة، انظر كيف تعزز الليزر الرؤية للأنظمة البعيدة.
مخطط يظهر كيف يتغير مدار الكوكب تحت جاذبية أينشتاين في نظام نجمين. الائتمان: The Astrophysical Journal Letters رسم توضيحي لتأثيرات التقدم الدوراني في أنظمة النجوم الثنائية (الائتمان: Google DeepMind via Pexels)
سكان مفقودون حول النجوم الثنائية
من بين أكثر من 6,000 كوكب خارجي مؤكد، لا يدور 14 منها حول نجمتين. وفقًا لبحث نُشر في The Astrophysical Journal Letters، توقع الفلكيون مئات بناءً على شيوع الكواكب والنجوم الثنائية. البيانات تجعل الفجوة أوضح. Kepler وحدها حددت حوالي 3,000 نظام ثنائي خسوفي، لكن تم رصد 47 مرشح كوكب فقط في تلك البيئات. تم تأكيد حفنة فقط. قد تكشف تلسكوبات المستقبل مثل Nancy Grace Roman Space Telescope المزيد عن مثل هذه الأنظمة الغامضة.
هناك أيضًا نقطة عمياء محددة جدًا. الثنائيات التي تدور حول بعضها في أقل من سبعة أيام ليس لديها كواكب مكتشفة على الإطلاق. وفقًا للباحث في UC Berkeley Mohammad Farhat، يخلق هذا "صحراء" حقيقية حيث تبدو الكواكب مفقودة تمامًا. هذا النقص يعكس التحديات في ملاحظات الكون المبكر، كما في اكتشافات JWST.
"لديك ندرة في الكواكب المدارية حول الثنائيات بشكل عام ولديك صحراء مطلقة حول الثنائيات ذات فترات مدارية سبعة أيام أو أقل"، قال. "الأغلبية الساحقة من الثنائيات الخسوفية هي ثنائيات ضيقة وهي بالضبط الأنظمة التي نتوقع العثور على كواكب مدارية حول الثنائيات الخسوفية فيها."
عندما تدخل أينشتاين الصورة
يبدو أن الشرح يأتي من تأثير خفي. في هذه الأنظمة، يعاني كل من النجوم والكوكب من تحولات مدارية تُعرف باسم التقدم الدوراني، لكن لأسباب مختلفة. كما شرحت فريق من UC Berkeley وAmerican University of Beirut، يتأثر حركة النجوم بـالنسبية العامة، خاصة مع اقتراب قوى المد والجزر من سحبهما ببطء نحو بعضهما. يسرّع ذلك حركتهما، بينما يتباطأ الكوكب. يتتبع NASA's Exoplanet Archive مثل هذه الديناميكيات.
تأثيرات المد والجزر التي تسرّع مدار النجوم الثنائية (الائتمان: Douglas Schneiders via Pexels)
في مرحلة ما، يتزامن الحركتان في ما يسميه العلماء رنينًا. هناك تسير الأمور خطأ. يتمدد مدار الكوكب أكثر فأكثر حتى يصبح غير مستقر. كما شرح Farhat، يُدفع الكوكب خارج النظام أو يُسحب نحو الداخل ويُفقد. تشير المحاكاة إلى أن نحو 80% من الكواكب في هذه الأنظمة الضيقة لا تنجو.
منطقة تمحو كل شيء
هناك قطعة مفتاحية أخرى، وهي منطقة عدم الاستقرار. هذه منطقة حول النجوم الثنائية حيث لا تدوم المدارات المستقرة. شرح Jihad Touma أن مدار الكوكب بمجرد أن يصبح ممدودًا جدًا، ينزلق إلى هذه المنطقة. التصادمات المدارية، مثل تلك في اقترابات الأقمار الصناعية الخطرة، تبرز مخاطر جاذبية مشابهة.
"يكتشف الكوكب المحاصر في الرنين أن مداره يتشوه إلى انحرافات أعلى وأعلى، يتقدّم أسرع فأسرع بينما يظل متزامنًا مع مدار الثنائي الذي يتقلّص". أضاف توما: "وعلى الطريق، يلتقي بتلك منطقة عدم الاستقرار حول الثنائيات، حيث تدخل تأثيرات الجسم الثلاثي موضع التنفيذ وتمحو الجاذبية المنطقة."
مخطط يظهر أين تصبح المدارات الكوكبية غير مستقرة في أنظمة نجمين. الائتمان: The Astrophysical Journal Letters منطقة عدم الاستقرار تمحو المدارات الكوكبية (الائتمان: Enouch E via Pexels)
معظم الكواكب المدارية حول الثنائيات التي نراها تقع مباشرة خارج هذه الحدود. من المحتمل أنها تشكّلت أبعد وانتقلت نحو الداخل مع مرور الزمن، وتوقفت قبل أن تصبح الأمور غير مستقرة. يصف توما تشكيل الكواكب بالقرب من هذه المنطقة بأنها "محاولة للتصاق ندف الثلج معًا في إعصار"، مما يعكس الفوضى هناك.
ما يظهره هذا أن نظرية أينشتاين، التي قُدّمت لأول مرة في عام 1915، لا تزال تشكّل ما نراه في الفضاء اليوم، أحيانًا بإزالة كواكب بأكملها قبل أن يتم اكتشافها.
