Planeten die rond dubbelsterren met een "korte periode" draaien, of sterren opgesloten in een nauwe omhelzing, kunnen worden uitgeworpen in de ruimte als gevolg van de evolutie van hun gastheersterren, Dat blijkt uit nieuw onderzoek van de Universiteit van Washington.

De bevindingen helpen verklaren waarom astronomen weinig circulaire planeten hebben ontdekt - die om sterren draaien die op hun beurt om elkaar heen draaien - ondanks het observeren van duizenden kortetermijndubbelsterren, of die met een omlooptijd van 10 dagen of minder.

Het betekent ook dat dergelijke dubbelstersystemen een slechte plek zijn om toekomstige telescopen op de grond en in de ruimte te richten om bewoonbare planeten en leven buiten de aarde te zoeken.

Er zijn verschillende soorten dubbelsterren, zoals visuele en spectroscopische binaries, genoemd naar de manier waarop astronomen ze kunnen observeren. In een paper geaccepteerd voor publicatie in Astrofysisch tijdschrift , hoofdauteur David Fleming, een UW-promovendus Sterrenkunde, bestudeert verduisterende binaire getallen, of die waar het baanvlak zo dicht bij de gezichtslijn is, beide sterren worden gezien om voor elkaar te kruisen. Fleming zal de paper presenteren op de Division on Dynamical Astronomy-conferentie van 15-19 april.

Wanneer verduisterende dubbelsterren dicht om elkaar heen draaien, binnen ongeveer 10 dagen of minder, Fleming en co-auteurs vroegen zich af, hebben getijden - de zwaartekracht die de een op de ander uitoefent - 'dynamische gevolgen' voor het sterrenstelsel?

"Dat is eigenlijk wat we vonden" met behulp van computersimulaties, zei Vlaming. "Getijdekrachten transporteren impulsmoment van de sterrotaties naar de banen. Ze vertragen de sterrotaties, uitbreiding van de omlooptijd."

Deze overdracht van impulsmoment zorgt ervoor dat de banen niet alleen groter worden, maar ook cirkelvormig worden, verandert van excentriek, of voetbalvormig, cirkels te perfectioneren. En over zeer lange tijdschalen, de spins van de twee sterren worden ook gesynchroniseerd, zoals de maan met de aarde is, waarbij elk voor altijd hetzelfde gezicht aan de ander laat zien.

De uitdijende stellaire baan "verzwelgt planeten die oorspronkelijk veilig waren, en dan zijn ze niet langer veilig - en worden ze uit het systeem gegooid, " zei Rory Barnes, UW-assistent-professor sterrenkunde en een co-auteur van het papier. En de uitwerping van een planeet op deze manier kan de banen van andere in een baan om de aarde draaiende werelden verstoren in een soort trapsgewijze effect, uiteindelijk sturen ze ze ook uit het systeem.

Wat astronomen noemen, is een 'gebied van instabiliteit' dat wordt gecreëerd door de concurrerende aantrekkingskracht van de twee sterren. "Er is een regio die je gewoon niet kunt oversteken - als je daar naar binnen gaat, je wordt uit het systeem gegooid, Fleming zei. "We hebben dit bevestigd in simulaties, en vele anderen hebben de regio ook bestudeerd."

Dit wordt de 'dynamische stabiliteitslimiet' genoemd. Het beweegt naar buiten als de sterbaan toeneemt, planeten omhullen en hun banen onstabiel maken, en ze uiteindelijk uit het systeem te gooien.

Een ander intrigerend kenmerk van dergelijke binaire systemen, door anderen in de loop der jaren ontdekt, Vlaming zei, is dat planeten de neiging hebben om net buiten deze stabiliteitslimiet te draaien, daar te "opstapelen". Hoe planeten in de regio komen, is niet volledig bekend; ze kunnen zich daar vormen, of ze kunnen naar binnen migreren van verder weg in het systeem.

Door hun model toe te passen op bekende dubbelstersystemen met een korte periode, Fleming en co-auteurs ontdekten dat deze stellaire-getijdenevolutie van dubbelsterren ten minste één planeet verwijdert in 87 procent van multiplanet-circulaire systemen, en vaak meer. En zelfs dit is waarschijnlijk een conservatieve schatting; Barnes zei dat het aantal kan oplopen tot 99 procent.

De onderzoekers hebben het proces de Stellar Tidal Evolution Ejection of Planets genoemd, of STIP. Toekomstige detecties - "of niet-detecties" - van circumbinaire rond dubbelsterren met een korte periode, de auteurs schrijven, zal "de beste indirecte observatietest van het STEEP-proces opleveren.

Het dubbelstersysteem met de kortste periode waaromheen een omcirkelde planeet is ontdekt, was Kepler 47, met een periode van ongeveer 7,45 dagen. De co-auteurs suggereren dat toekomstige studies die mogelijk bewoonbare planeten rond kortetermijndubbelsterren willen vinden en bestuderen, zich zouden moeten concentreren op die met een langere omlooptijd dan ongeveer 7,5 dag.

De co-auteurs van Fleming en Barnes zijn UW astronomieprofessor Tom Quinn, postdoctoraal onderzoeker Rodrigo Luger en student David E. Graham. Dit werk maakte gebruik van de opslag- en netwerkinfrastructuur van het Hyak-supercomputersysteem van de UW, gefinancierd door de Student Technology Fee van de UW.

Wat betreft bewoonbaarheid en het zoeken naar leven, Fleming zei dat planeten die op korte termijn in een baan rond verduisterende dubbelsterren draaien, anders aantrekkelijke doelen zouden kunnen zijn voor nader onderzoek, met hun edge-on hoek die verduisteringen toont, en meer, voor de verre kijker.

"Maar dit mechanisme heeft de neiging om ze te doden, "voegde hij eraan toe. "Dus, het is geen goede plek om te kijken."