4,500以上の恒星が惑星を宿し、多くの恒星がペアで存在する宇宙では、『スター・ウォーズ』のタトゥイーンのような二つの太陽を持つ世界がどこにでもあると思うだろう。しかし、6,000以上確認された太陽系外惑星のうち(そのほとんどはNASAのケプラー宇宙望遠鏡とトランジット系外惑星探査衛星(TESS)によって発見された)、二重星を周回するのはわずか14個しか見つかっていない。予想に基づけば、天文学者たちは数百個あるはずだと考えていたが、一体どこへ消えたのか?

カリフォルニア大学バークレー校とベイルート・アメリカン大学の研究者たちには答えがあり、それはまさにアインシュタインの一般相対性理論を指し示している。二重星系では、わずかに質量が異なる二つの恒星が楕円軌道で互いに周回し、その周りの惑星は競合する重力の引っ張りを経験する。これにより惑星の軌道は歳差運動を起こし、一方で恒星の歳差運動は潮汐力によって互いに引き寄せられることで一般相対論的効果によって加速される。これらの歳差運動の速度が共鳴で同期すると、惑星の軌道は不安定になる。

『二つのことが起こり得る:惑星が二重星に非常に近づき、潮汐破壊を被るか、どちらかの恒星に飲み込まれるか、あるいはその軌道が大きく乱されて最終的に星系から放出されるかのどちらかだ』と、論文の筆頭著者でUCバークレーのミラー博士研究員であるモハマド・ファラットは述べた。『どちらの場合も、惑星は失われる』

これは二重星が惑星を持たないという意味ではない。生き残った惑星はより遠くを周回する傾向があり、現在のトランジット法では検出が難しい。『確かに惑星はそこにある。ただ、現在の観測機器では検出が難しいだけだ』と、共著者でベイルート・アメリカン大学の物理学教授であるジハード・トウマは付け加えた。

研究チームは『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』で結果を報告し、密接な二重星の周りの惑星の『砂漠』を強調した。ケプラーとTESSはトランジット時の星の光の減光を測定して惑星を検出し、ケプラーは約3,000の食連星系を特定した。太陽のような恒星の約10%が大きな惑星を宿していることを考えると、科学者たちは約300の周連星惑星系があると予想していた。代わりに、わずか47の候補が見つかり、確認されたのは14個だけだ。

特に注目すべきは、これらの確認された惑星のうち、約7日未満で公転周期を完了する非常に密接な二重星を周回するものは一つもないことだ。『一般的に周連星惑星は希少であり、公転周期が7日以下の二重星の周りには絶対的な砂漠がある』とファラットは言った。二重星系には惑星が安定して存在できない不安定領域があり、興味深いことに、既知の14個の周連星惑星のうち12個がちょうどこの領域の外側を周回しており、それらがより遠くで形成され、内側に移動したことを示唆している。