《三体问题》迎来升级版，这一切都得感谢爱因斯坦

宇宙中的双日落似乎极为罕见，广义相对论可以解释其原因。

我从未见过不相信广义相对论之美的物理学家。爱因斯坦将引力描述为时空的弯曲，这一理论不断推动着无数突破，尤其是在天体物理学领域。因此，当某些宇宙现象令科学家困惑时，依赖广义相对论寻找答案似乎是理所当然的。

《天体物理学杂志通讯》近期发表的一篇论文探讨了这样一个谜题：在迄今已确认的6000多颗系外行星中，环绕双星运行的系外行星（即围绕两颗恒星而非一颗恒星运行的行星）数量稀少——就像《星球大战》系列电影中的塔图因行星一样。

新研究表明，在紧密双星系统（即两颗恒星距离相对较近）周围这类行星稀少的部分原因，可能在于广义相对论对两颗恒星与行星之间三体相互作用的影响。根据这项新研究，复杂的引力环境最终会导致行星毁灭或被驱逐出轨道。

寻找双日落

然而，天文学家曾认为，在形成大型系外行星方面，双星系统与单恒星系统相比不应有显著差异；已知约10%的单恒星拥有行星。但要长期保持这些行星的稳定则是另一回事，因为形成的行星并非总能长期稳定存在。这项新研究旨在探究其原因，以及哪些力量可能随时间推移而移除或破坏这些行星的稳定性。

开普勒太空望远镜在运行期间发现了约3000个双星系统，但天文学家仅通过凌日法在其中找到了47个疑似环绕双星运行的行星候选者，其中仅14个被确认存在。

研究第一作者、加州大学伯克利分校博士后研究员穆罕默德·法拉特在一份声明中表示："环绕双星运行的行星本就稀少，而在轨道周期为7天或更短的双星系统周围，这类行星更是绝对罕见。"

过于接近恒星的危险

法拉特与贝鲁特美国大学物理学家吉哈德·图马合作，求助于"老可靠"——广义相对论。这项新研究试图厘清：双星系统周围系外行星的稀缺是技术局限所致，还是由其他因素造成？例如强烈的轨道效应随时间推移移除了类行星天体。

研究人员通过数学分析评估了双星系统周围相对论引力的影响。不出所料，广义相对论给出了一些有趣的答案。具体而言，研究人员研究了广义相对论如何影响紧密双星系统的轨道，使其方向逐渐改变，重塑长期的引力环境。

在双星系统中，恒星会在数千万年间逐渐靠近，其轨道参数也会逐渐变化和收缩。当行星（甚至是正在形成的微行星雏形）进入这一系统时，其轨道会拉伸成细长椭圆形，使其与恒星的最远和最近距离变得更为极端。

图马解释道："在其运行过程中，它会进入双星系统周围的不稳定区域，三体效应开始发挥作用，通过引力清除该区域内的天体。"

法拉特指出，这可能导致两种结果：要么行星过于接近恒星而被撕裂，要么行星距离过远而完全脱离该系统。"无论哪种情况，行星都会消失。"

真的缺失还是尚未发现？

当然，这也可能是系外行星探测方法不足所致。但假设尚未发现的类塔图因行星确实存在，这项最新分析为它们难以被探测到提供了解释。我们已知的那14颗环绕双星运行的系外行星？它们实在是幸运的发现。

另一方面，法拉特和图马正在思考，类似方法是否能阐释相对论效应对其他未解极端宇宙现象的影响。他们表示，或许相同原理可以解释恒星在双超大质量黑洞或脉冲星周围的行为。

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