《三體問題》迎來升級版，這一切都得感謝愛因斯坦

宇宙中的雙日落似乎極為罕見，廣義相對論可以解釋其原因。

我從未見過不相信廣義相對論之美的物理學家。愛因斯坦將引力描述為時空的彎曲，這一理論不斷推動著無數突破，尤其是在天體物理學領域。因此，當某些宇宙現象令科學家困惑時，依賴廣義相對論尋找答案似乎是理所當然的。

《天體物理學雜志通訊》近期發表的一篇論文探討了這樣一個謎題：在迄今已確認的6000多顆系外行星中，環繞雙星運行的系外行星（即圍繞兩顆恒星而非一顆恒星運行的行星）數量稀少——就像《星球大戰》系列電影中的塔圖因行星一樣。

新研究表明，在緊密雙星系統（即兩顆恒星距離相對較近）周圍這類行星稀少的部分原因，可能在于廣義相對論對兩顆恒星與行星之間三體相互作用的影響。根據這項新研究，復雜的引力環境最終會導致行星毀滅或被驅逐出軌道。

尋找雙日落

然而，天文學家曾認為，在形成大型系外行星方面，雙星系統與單恒星系統相比不應有顯著差異；已知約10%的單恒星擁有行星。但要長期保持這些行星的穩定則是另一回事，因為形成的行星并非總能長期穩定存在。這項新研究旨在探究其原因，以及哪些力量可能隨時間推移而移除或破壞這些行星的穩定性。

開普勒太空望遠鏡在運行期間發現了約3000個雙星系統，但天文學家僅通過凌日法在其中找到了47個疑似環繞雙星運行的行星候選者，其中僅14個被確認存在。

研究第一作者、加州大學伯克利分校博士后研究員穆罕默德·法拉特在一份聲明中表示："環繞雙星運行的行星本就稀少，而在軌道周期為7天或更短的雙星系統周圍，這類行星更是絕對罕見。"

過于接近恒星的危險

法拉特與貝魯特美國大學物理學家吉哈德·圖馬合作，求助于"老可靠"——廣義相對論。這項新研究試圖厘清：雙星系統周圍系外行星的稀缺是技術局限所致，還是由其他因素造成？例如強烈的軌道效應隨時間推移移除了類行星天體。

研究人員通過數學分析評估了雙星系統周圍相對論引力的影響。不出所料，廣義相對論給出了一些有趣的答案。具體而言，研究人員研究了廣義相對論如何影響緊密雙星系統的軌道，使其方向逐漸改變，重塑長期的引力環境。

在雙星系統中，恒星會在數千萬年間逐漸靠近，其軌道參數也會逐漸變化和收縮。當行星（甚至是正在形成的微行星雛形）進入這一系統時，其軌道會拉伸成細長橢圓形，使其與恒星的最遠和最近距離變得更為極端。

圖馬解釋道："在其運行過程中，它會進入雙星系統周圍的不穩定區域，三體效應開始發揮作用，通過引力清除該區域內的天體。"

法拉特指出，這可能導致兩種結果：要么行星過于接近恒星而被撕裂，要么行星距離過遠而完全脫離該系統。"無論哪種情況，行星都會消失。"

真的缺失還是尚未發現？

當然，這也可能是系外行星探測方法不足所致。但假設尚未發現的類塔圖因行星確實存在，這項最新分析為它們難以被探測到提供了解釋。我們已知的那14顆環繞雙星運行的系外行星？它們實在是幸運的發現。

另一方面，法拉特和圖馬正在思考，類似方法是否能闡釋相對論效應對其他未解極端宇宙現象的影響。他們表示，或許相同原理可以解釋恒星在雙超大質量黑洞或脈沖星周圍的行為。

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