La relativité d'Einstein anéantit-elle les planètes à deux soleils ?
Tobiloba OdejinmiPar Tobiloba Odejinmi
Éducation
8 mai 2026 • 8:17 AM
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L'Essentiel
Malgré les attentes de centaines, seulement 14 exoplanètes confirmées orbitent autour de deux étoiles, selon les données de Kepler et TESS. Une recherche de UC Berkeley révèle que la relativité générale d’Einstein cause un décalage de précession dans les binaires serrées (périodes <7 jours), menant à une résonance orbitale, une croissance d’excentricité et un dégagement de la zone d’instabilité , détruisant ~80 % des planètes. Les survivantes ont probablement migré depuis des orbites extérieures plus sûres.
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Tobiloba Odejinmi
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La relativité générale d'Einstein pourrait être en train d'éliminer des planètes autour d'étoiles binaires
Les planètes orbitant autour de deux étoiles étaient attendues partout. Au lieu de cela, les astronomes n'en ont trouvé que quelques-unes, et une nouvelle recherche suggère que la relativité générale d'Einstein pourrait être en train d'en éliminer discrètement beaucoup.
Pendant des années, cet écart a intrigué les scientifiques. Les étoiles binaires sont courantes dans la galaxie, et la formation de planètes est considérée comme fréquente, donc les chiffres ne concordaient tout simplement pas.
Les observations des grandes missions comme Kepler et TESS ont confirmé le décalage. Ce qui semblait être une configuration prometteuse pour découvrir des mondes exotiques s'est transformé en une question plus profonde sur le comportement de la gravité au fil du temps. Pour des techniques avancées d'observation astronomique, voir comment les lasers améliorent les vues des systèmes distants.
Schéma montrant comment l'orbite d'une planète change sous l'effet de la gravité d'Einstein dans un système à deux étoiles. Crédit : The Astrophysical Journal Letters Illustration des effets de précession dans les systèmes d'étoiles binaires (Crédit : Google DeepMind via Pexels)
Une population manquante autour des étoiles binaires
Sur plus de 6 000 exoplanètes confirmées, seules 14 orbitent autour de deux étoiles. Selon une recherche publiée dans The Astrophysical Journal Letters, les astronomes s'attendaient à des centaines en fonction de la fréquence des planètes et des étoiles binaires. Les données rendent l'écart encore plus clair. Kepler seul a identifié environ 3 000 systèmes binaires éclipsants, mais seulement 47 candidats planètes ont été repérés dans ces environnements. Seulement une poignée ont été confirmées. Les télescopes futurs comme le télescope spatial Nancy Grace Roman pourraient en révéler davantage sur de tels systèmes insaisissables.
Il y a aussi un point aveugle très spécifique. Les binaires qui orbitent l'une autour de l'autre en moins de sept jours n'ont aucune planète détectée. Selon le chercheur de l'UC Berkeley Mohammad Farhat, cela crée un véritable « désert » où les planètes semblent complètement absentes. Cette rareté fait écho aux défis des observations de l'univers primordial, comme vu dans les découvertes de JWST.
« Vous avez une rareté de planètes circumbinaires en général et un désert absolu autour des binaires avec des périodes orbitales de sept jours ou moins », a-t-il déclaré. « La grande majorité des binaires éclipsants sont des binaires serrées et ce sont précisément les systèmes autour desquels nous nous attendons le plus à trouver des planètes circumbinaires transitant. »
Lorsque Einstein entre en scène
L'explication semble venir d'un effet subtil. Dans ces systèmes, à la fois les étoiles et la planète subissent des décalages orbitaux connus sous le nom de précession, mais pas pour les mêmes raisons. Comme l'a expliqué une équipe de UC Berkeley et de l'American University of Beirut, le mouvement des étoiles est affecté par la relativité générale, en particulier alors que les forces de marée les attirent lentement l'une vers l'autre. Cela accélère leur mouvement, tandis que la planète ralentit. L'Archive des exoplanètes de la NASA suit de telles dynamiques.
Effets de marée accélérant les orbites des étoiles binaires (Crédit : Douglas Schneiders via Pexels)
À un moment donné, les deux mouvements se synchronisent dans ce que les scientifiques appellent une résonance. C'est là que les choses tournent mal. L'orbite de la planète s'étire de plus en plus jusqu'à devenir instable. Comme l'a expliqué Farhat, la planète est soit éjectée du système, soit attirée vers l'intérieur et perdue. Les simulations suggèrent que près de 80 % des planètes dans ces systèmes serrés ne survivent pas.
Une zone qui vide tout
Il y a une autre pièce clé, la zone d'instabilité. C'est une région autour des étoiles binaires où les orbites stables ne durent pas. Jihad Touma a expliqué que une fois que l'orbite d'une planète devient trop étirée, elle dérive dans cette zone. Les collisions orbitales, comme celles dans les approches rapprochées de satellites, mettent en évidence des risques gravitationnels similaires.
« Une planète prise dans la résonance voit son orbite déformée vers des excentricités de plus en plus élevées, précessant de plus en plus vite tout en restant accordée avec l'orbite de la binaire, qui se rétrécit. » Touma a ajouté : « Et en route, elle rencontre cette zone d'instabilité autour des binaires, où les effets à trois corps entrent en jeu et gravitationnellement vident la zone. »
Diagramme montrant où les orbites planétaires deviennent instables dans les systèmes à deux étoiles. Crédit : The Astrophysical Journal Letters Zone d'instabilité vidant les orbites planétaires (Crédit : Enouch E via Pexels)
La plupart des planètes circumbinaires que nous observons se trouvent juste à l'extérieur de cette limite. Cela signifie probablement qu'elles se sont formées plus loin et ont migré vers l'intérieur au fil du temps, s'arrêtant juste avant que les choses ne deviennent instables. Touma décrit la formation de planètes près de cette région comme « essayer de coller des flocons de neige dans un ouragan », ce qui reflète à quel point c'est chaotique.
Cela montre que la théorie d'Einstein, introduite pour la première fois en 1915, continue de façonner ce que nous voyons dans l'espace aujourd'hui, parfois en éliminant des planètes entières avant qu'elles ne puissent être détectées.
Sur plus de 6 000 exoplanètes confirmées, seulement 14 orbitent autour de deux étoiles, bien moins que prévu compte tenu de la fréquence des étoiles binaires et de la formation des planètes.
Les étoiles binaires orbitant l'une autour de l'autre en moins de sept jours n'ont aucune planète détectée, créant un désert absolu dans ces systèmes étroits.
La relativité générale provoque une précession plus rapide des orbites des étoiles en raison des forces de marée qui les rapprochent, menant à une résonance avec la précession plus lente de la planète.
L'orbite de la planète s'étire vers des excentricités plus élevées, dérivant dans une zone d'instabilité où les effets à trois corps l'éliminent ; près de 80 % ne survivent pas.
La plupart se trouvent juste à l'extérieur de la limite d'instabilité, ayant probablement formé plus loin et migré vers l'intérieur sans entrer dans la zone instable.
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"Could Einstein's relativity be hiding even more planets from our telescopes?"
