In een universum waar meer dan 4.500 sterren bekend staan om planeten te herbergen, en veel sterren in paren voorkomen, zou je denken dat tweezon-werelden zoals Star Wars' Tatooine overal te vinden zouden zijn. Maar van de meer dan 6.000 bevestigde exoplaneten - de meeste ontdekt door NASA's Kepler Space Telescope en de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - zijn er slechts 14 gevonden die rond dubbelsterren draaien. Op basis van verwachtingen dachten astronomen dat er honderden zouden moeten zijn, dus waar zijn ze allemaal gebleven?

Onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, en de American University of Beirut hebben een antwoord, en het wijst rechtstreeks naar Einsteins algemene relativiteitstheorie. In binaire systemen draaien twee sterren met iets verschillende massa's elliptisch om elkaar heen, en een planeet rond hen ervaart concurrerende zwaartekracht. Dit zorgt ervoor dat de baan van de planeet precesseert, terwijl de precessie van de sterren wordt versneld door algemene relativistische effecten terwijl getijdenkrachten ze dichter bij elkaar trekken. Wanneer deze precessiesnelheden synchroon lopen in resonantie, wordt de baan van de planeet onstabiel.

'Twee dingen kunnen gebeuren: Of de planeet komt heel, heel dicht bij de dubbelster, waarbij hij getijdenverstoring ondergaat of wordt opgeslokt door een van de sterren, of zijn baan wordt aanzienlijk verstoord en uiteindelijk uit het systeem geslingerd,' zei Mohammad Farhat, een Miller Postdoctoraal Fellow aan UC Berkeley en eerste auteur van het artikel. 'In beide gevallen raak je de planeet kwijt.'

Dit betekent niet dat dubbelsterren planeetvrij zijn; overlevende planeten hebben de neiging verder weg te draaien, waardoor ze moeilijk te detecteren zijn met huidige transitmethoden. 'Er zijn zeker planeten daarbuiten. Het is alleen dat ze moeilijk te detecteren zijn met de huidige instrumenten,' voegde co-auteur Jihad Touma, een natuurkundeprofessor aan de American University of Beirut, toe.

Het team rapporteerde hun resultaten in The Astrophysical Journal Letters, waarbij ze een planetaire 'woestijn' rond nauwe dubbelsterren benadrukten. Kepler en TESS detecteren planeten door dips in sterlicht tijdens transits te meten, en Kepler identificeerde ongeveer 3.000 verduisterende binaire systemen. Gezien ongeveer 10% van de zonachtige sterren grote planeten herbergt, verwachtten wetenschappers ongeveer 300 systemen met circumbinaire planeten. In plaats daarvan zijn er slechts 47 kandidaten gevonden, met slechts 14 bevestigd.

Opmerkelijk genoeg draaien geen van deze bevestigde planeten rond zeer nauwe dubbelsterren die een baan voltooien in minder dan ongeveer zeven dagen. 'Je hebt een schaarste aan circumbinaire planeten in het algemeen en je hebt een absolute woestijn rond dubbelsterren met omlooptijden van zeven dagen of minder,' zei Farhat. Binaire systemen hebben een instabiliteitszone waar planeten niet stabiel kunnen blijven, en interessant genoeg draaien 12 van de 14 bekende circumbinaire planeten net buiten dit gebied, wat suggereert dat ze verder weg zijn gevormd en naar binnen zijn gemigreerd.