Dans un univers où plus de 4 500 étoiles sont connues pour héberger des planètes, et où de nombreuses étoiles vont par paires, on pourrait penser que les mondes à deux soleils comme Tatooine de Star Wars seraient partout. Mais sur plus de 6 000 exoplanètes confirmées - la plupart découvertes par le télescope spatial Kepler de la NASA et le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - seulement 14 ont été trouvées en orbite autour d'étoiles binaires. Selon les attentes, les astronomes pensaient qu'il devrait y en avoir des centaines, alors où sont-elles toutes passées ?

Les chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley et de l'Université américaine de Beyrouth ont une réponse, et elle pointe directement vers la théorie générale de la relativité d'Einstein. Dans les systèmes binaires, deux étoiles de masses légèrement différentes orbitent l'une autour de l'autre de manière elliptique, et une planète autour d'elles subit des attractions gravitationnelles concurrentes. Cela provoque la précession de l'orbite de la planète, tandis que la précession des étoiles est accélérée par les effets relativistes généraux lorsque les forces de marée les rapprochent. Lorsque ces taux de précession se synchronisent en résonance, l'orbite de la planète devient instable.

'Deux choses peuvent se produire : Soit la planète se rapproche très, très près du système binaire, subissant une perturbation par effet de marée ou étant engloutie par l'une des étoiles, soit son orbite est significativement perturbée pour être finalement éjectée du système', a déclaré Mohammad Farhat, chercheur postdoctoral Miller à UC Berkeley et premier auteur de l'article. 'Dans les deux cas, vous vous débarrassez de la planète.'

Cela ne signifie pas que les étoiles binaires sont dépourvues de planètes ; les planètes survivantes ont tendance à orbiter plus loin, ce qui les rend difficiles à détecter avec les méthodes de transit actuelles. 'Il y a sûrement des planètes là-bas. C'est juste qu'elles sont difficiles à détecter avec les instruments actuels', a ajouté le co-auteur Jihad Touma, professeur de physique à l'Université américaine de Beyrouth.

L'équipe a rapporté ses résultats dans The Astrophysical Journal Letters, mettant en évidence un 'désert' planétaire autour des étoiles binaires serrées. Kepler et TESS détectent les planètes en mesurant les baisses de lumière stellaire pendant les transits, et Kepler a identifié environ 3 000 systèmes binaires à éclipses. Étant donné qu'environ 10 % des étoiles de type solaire hébergent de grandes planètes, les scientifiques s'attendaient à environ 300 systèmes avec des planètes circumbinaires. Au lieu de cela, seulement 47 candidats ont été trouvés, avec seulement 14 confirmés.

Notamment, aucune de ces planètes confirmées n'orbite autour d'étoiles binaires très serrées qui complètent une orbite en moins d'environ sept jours. 'Vous avez une rareté de planètes circumbinaires en général et vous avez un désert absolu autour des binaires avec des périodes orbitales de sept jours ou moins', a déclaré Farhat. Les systèmes binaires ont une zone d'instabilité où les planètes ne peuvent pas rester stables, et curieusement, 12 des 14 planètes circumbinaires connues orbitent juste au-delà de cette région, suggérant qu'elles se sont formées plus loin et ont migré vers l'intérieur.