Gezegene sahip olduğu bilinen 4.500’den fazla yıldız arasında, şaşırtıcı bir istatistik dikkat çekiyor. Neredeyse tüm yıldızların gezegene sahip olması beklenmesine ve çoğu yıldızın çiftler halinde oluşmasına rağmen, bir çiftteki her iki yıldızın da etrafında dönen gezegenler nadirdir.
Bugüne kadar onaylanmış 6.000’den fazla ötegezegen (çoğu NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu ve Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) tarafından bulunmuştur) arasından sadece 14 tanesinin her iki yıldızı birden çevreleyen bir yörüngede bulunduğu gözlemlendi.
Kalifornia Üniversitesi Berkeley ve Beyrut Amerikan Üniversitesi’nden astrofizikçiler bu eksikliğe bir açıklama getirdiler Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi burada önemli bir rol oynuyor.
Çoğu çift yıldız sistemi, benzer ama eşit olmayan kütlelere sahip yıldızlardan oluşur ve elips benzeri yörüngelerde birbirlerinin etrafında döner. Eğer bu tür bir çiftin etrafında gezegen varsa, her iki yıldızın yerçekimi gezegenin yörüngesinin eksenel dönmesini sağlar.
Yıldız çiftinin kendi yörüngesi de esas olarak genel göreliliğe bağlıdır. Zamanla yıldızlar arasındaki gelgit etkileri yörüngenin daralmasına neden olur; bu da yıldızların presesyon hızını artırırken, gezegenin presesyon hızını azaltır. Bu iki hız eşitlendiğinde bir rezonans oluşur ve gezegenin yörüngesi aşırı uzar bu da onu yıldızdan daha uzağa götürür, ancak en yakın yaklaşımında da daha yakına getirir.
UC Berkeley’de Mohammad Farhat, “İki şey olabilir: Ya gezegen ikili sisteme çok, çok yaklaşır ve gelgit bozulmasına uğrar veya yıldızlardan biri tarafından yutulur, ya da yörüngesi ikili sistem tarafından önemli ölçüde bozulur ve sonunda sistemden dışarı atılır,” dedi. “Her iki durumda da gezegenden kurtulursunuz.”
Bu, ikili yıldızların gezegenlerinin olmadığı anlamına gelmez, diye uyardı. Ancak bu süreçten sağ kurtulan gezegenler, Kepler ve TESS tarafından kullanılan geçiş teknikleriyle tespit edemeyeceğimiz kadar yıldızlardan uzakta bulunuyorlar. Beyrut Amerikan Üniversitesi’nde Jihad Touma, “Elbette dışarıda gezegenler var. Sadece mevcut aletlerle onları tespit etmek zor” dedi.
Hem Kepler hem de TESS görevleri, bir gezegenin bir yıldızın önünden geçerken yıldızın hafifçe kararmasını gözlemleyerek ötegezegen aradı. Ancak Kepler, yıldız çiftlerinden birinin diğerinin önünden geçtiği yaklaşık 3.000 tutulma gösteren ikili yıldız da buldu. Tek güneş benzeri yıldızların yaklaşık %10’unda büyük gezegenler bulunduğu için, gökbilimciler ikili yıldızların yaklaşık %10’unda da (yaklaşık 300 yıldızda) büyük gezegenler görmeyi bekliyorlardı. Bunun yerine, ikili yıldızların etrafında yalnızca 47 aday gezegen bulundu ve bunlardan sadece 14’ü geçiş yapan ikili yıldız çevresi gezegenleri olarak doğrulandı.
Farhat, “Genel olarak çift yıldız sistemlerinin etrafında dönen gezegenler oldukça azdır ve yörünge periyotları yedi gün veya daha az olan çift yıldız sistemlerinin etrafında ise tam bir çöl söz konusudur,” dedi. “Tutulma gösteren çift yıldız sistemlerinin ezici çoğunluğu sıkı çift yıldız sistemleridir ve tam olarak bu sistemlerin etrafında geçiş yapan çift yıldız sistemlerinin etrafında dönen gezegenler bulmayı en çok bekliyoruz.”
Farhat, ikili yıldız sistemlerinin etrafında, hiçbir gezegenin hayatta kalamayacağı bir kararsızlık bölgesi olduğunu belirtiyor. Bu bölge içinde, iki yıldız ve gezegen arasındaki üç cisim etkileşimleri, gezegeni ya sistemden dışarı atar ya da yıldızlarla birleşecek veya yıldızlar tarafından parçalanacak kadar yakına çeker.
“Gezegenler, küçük ölçekli gezegenimsi cisimlerin bir araya gelmesiyle, alttan yukarıya doğru oluşur. Ancak istikrarsızlık bölgesinin kenarında bir gezegen oluşturmak, kasırgada kar tanelerini bir araya getirmeye çalışmak gibi olur,” dedi.
Touma, 10 yıl önce genel göreliliğin, gezegenlerin çift yıldız sistemleri etrafındaki hareketini değiştirmesi gerektiğini fark etmişti, ancak bu etkinin önemli olacak kadar güçlü olup olmadığını bilmiyordu. Bununla birlikte, ötegezegenleri daha derinlemesine inceledikten sonra, göreliliğin ince itme ve çekme kuvvetlerinin sıkı ikili sistemlerin etrafındaki kayıp gezegenlerin gizemini açıklayabileceğini öne sürdü.
Farhat ve Touma, matematiksel ve bilgisayar modelleri kullanarak, genel göreliliğin ikili yıldız sistemlerinin etrafındaki gezegenlerin kaderi üzerinde dramatik bir etkiye sahip olduğunu ve yakınlardaki gezegenleri etkili bir şekilde ortadan kaldırdığını buldular. Hesaplamalarına göre, genel görelilik etkileri, yakın ikili yıldız sistemlerinin etrafındaki her 10 ötegezegenin sekizini bozacak ve bunların %75’i bu süreçte yok olacaktır.
Albert Einstein tarafından 1915’te ortaya atılan genel görelilik teorisi, yerçekimini, bir kütlenin uzay-zaman dokusunu bükmesi olarak yorumlar; bu, bir trambolinde zıplayan bir kişinin yüzeyi bükmesi ve trambolindeki diğer nesnelerin içeri doğru düşmesine neden olmasıyla benzerlik gösterir. Merkür’ün yörüngesi, güneşin yerçekimsel bükülmesine en yakın konumdadır ve sonuç olarak, Isaac Newton tarafından ortaya konan önceki yerçekimi teorisinin öngördüğünden biraz daha yüksek bir yörünge presesyonu yaşar. Merkür’ün yörüngesinin ek presesyonuna ilişkin genel görelilik teorisinin bir asırdan fazla önce yaptığı açıklama, Einstein’ın teorisinin ilk doğrulaması olmuştur.
İkili yıldızlar muhtemelen yaşamlarına birbirinden çok uzakta başlarlar, ancak yıldız sistemlerinin oluşumu sırasında çevrelerindeki gazla etkileşime girdikçe, birçok çiftin on milyonlarca yıl içinde birbirine daha da yaklaşacağı tahmin edilmektedir. Bunu yaptıklarında, birbirlerinde gelgitler oluştururlar ve bu gelgitler, milyarlarca yıl boyunca yavaş yavaş yörüngeyi daha da küçültür.
Sonunda, süreler yaklaşık bir hafta veya daha kısa olacak şekilde daraldıkça, genel göreliliksel presesyon giderek daha önemli hale gelir. Bu, yörüngenin presesyon yapmasına neden olur; yani en yakın yaklaşma noktası veya periastron da döner. Yıldızlar birbirine yaklaştıkça, presesyon hızı artar.
Periastron kararsızlık bölgesine girdiğinde, ötegezegen ya sistemin uzak köşelerine sürgün edilir ya da ikili sisteme çok yaklaşarak yutulur. Bu bozulma çok hızlı gerçekleştiğinden, bir yıldızın milyarlarca yıllık ömrü içinde birkaç on milyon yıl sürdüğünden, sıkı ikili sistemlerin etrafındaki ötegezegenler çok nadir bulunur.
Touma, “Rezonansa yakalanmış bir gezegenin yörüngesi, giderek daha yüksek dış merkezliliklere doğru deforme olur, küçülen ikili yıldız sisteminin yörüngesiyle uyum içinde kalırken giderek daha hızlı bir şekilde presesyon yapar,” dedi. “Ve bu rota üzerinde, üç cisim etkisinin devreye girdiği ve kütle çekimsel olarak bölgeyi temizlediği ikili yıldız sistemlerinin etrafındaki kararsızlık bölgesine rastlar.”
Araştırmacılar, modellerini kullanarak genel görelilik etkilerinin süper kütleli kara delik çiftlerinin etrafındaki yıldız kümelerini nasıl etkilediğini ve daha spekülatif bir yaklaşımla, genel göreliliğin ikili pulsarların (birbirinin yörüngesinde dönen ve tam zamanlı radyo darbeleri yayan iki nötron yıldızı) etrafındaki gezegen azlığını kısmen açıklayıp açıklayamayacağını belirlemeye çalışıyorlar. Bu çalışma, Einstein’ın devrim niteliğindeki yerçekimi teorisinin, Newton’un yerçekimi yasalarının her şeyi açıkladığı düşünülen basit sistemlerde bile oynadığı büyük rolü göstermektedir.
“İlginçtir ki, Einstein’ın hesaplamalarından neredeyse bir yüzyıl sonra, bilgisayar simülasyonları, görelilik etkilerinin Merkür’ü güneş sisteminden kaotik bir şekilde yayılmaktan nasıl kurtarmış olabileceğini gösterdi. Burada, gezegen sistemlerini bozan benzer etkilerin iş başında olduğunu görüyoruz,” dedi Touma. “Genel görelilik, sistemleri bazı yönlerden dengeliyor, bazı yönlerden ise bozuyor.”
Haberin Kaynağı: phys.org/news/2026-01-tatooine-planets-rare-general-binary.html
Haberi Derleyen: Elif Gül Türkmen / Eskişehir Teknik Üniversitesi / Yüksek Lisans Öğrencisi