Il “Deserto” dei due Soli: come la Relatività di Einstein spazza via i pianeti dalle stelle binarie

Nell’universo di Star Wars, il pianeta Tatooine orbita serenamente attorno a due soli. Nella realtà astronomica, però, le cose sembrano andare diversamente, quasi come se la fisica di Einstein avesse deciso di fare “pulizia” attorno alle coppie di stelle più affiatate.

Sappiamo che gran parte delle stelle nasce in coppia (sistemi binari), ma tra gli oltre 6.000 esopianeti confermati, solo una manciata (appena 14) orbita attorno a due stelle contemporaneamente. Gli scienziati si aspettavano di trovarne a centinaia. Dove sono finiti? Uno studio condotto dall’Università della California, Berkeley, e dall’Università Americana di Beirut, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, punta il dito contro un colpevole inaspettato: la Relatività Generale.

La danza instabile delle orbite

In un sistema binario “stretto”, le due stelle ruotano l’una attorno all’altra in meno di sette giorni. Secondo le leggi di Newton, un pianeta che orbita attorno a loro dovrebbe percepire una gravità variabile, ma gestibile. Tuttavia, quando entra in gioco la Relatività Generale di Einstein, il quadro cambia drasticamente.

Le stelle massicce deformano lo spazio-tempo. Questo causa la precessione orbitale: l’asse dell’orbita delle stelle ruota lentamente, proprio come l’oscillazione di una trottola che sta per cadere. Contemporaneamente, anche l’orbita del pianeta subisce una precessione dovuta alla forza gravitazionale delle stelle.

Il problema sorge quando queste due velocità di rotazione “entrano in risonanza”. Ecco cosa accade:

• Il restringimento: Le forze di marea portano le stelle ad avvicinarsi sempre di più.
• La risonanza: La velocità di precessione delle stelle aumenta, mentre quella del pianeta diminuisce. Quando i due valori coincidono, si innesca una risonanza distruttiva.
• L’effetto fionda: L’orbita del pianeta si allunga in modo estremo (diventa eccentrica). Il pianeta finisce per essere scagliato fuori dal sistema o, peggio, risucchiato e “divorato” da una delle due stelle. Comunque l’orbita diventa estrema e non stabile.

Perché vediamo solo pianeti lontani?

Questa “pulizia relativistica” crea un vero e proprio deserto di pianeti attorno alle binarie strette. Gli unici mondi che sopravvivono sono quelli situati a grandi distanze, dove la morsa della risonanza è più debole.

Il paradosso è che i telescopi come Kepler e TESS cercano i pianeti con il metodo del transito (osservando il calo di luce quando un pianeta passa davanti alla stella). Ma i pianeti che sopravvivono sono così lontani dai loro soli che è rarissimo vederli passare esattamente davanti a loro dal nostro punto di vista. Quindi i pianeti attorno a stelle gemelle non solo sono pochi e lontani dalle stelle, ma sono anche difficilmente rilevabili

Non è un posto per “fiocchi di neve”

Mohammad Farhat, autore principale dello studio, paragona la formazione di un pianeta vicino a queste zone di instabilità al tentativo di “appiccicare fiocchi di neve durante un uragano”. Anche se un pianeta riuscisse a formarsi, la lenta ma inesorabile evoluzione delle orbite guidata dalla Relatività finirebbe per distruggerlo in poche decine di milioni di anni, un battito di ciglia rispetto alla vita di una stella.

Oltre un secolo dopo le intuizioni di Einstein, scopriamo che la sua teoria non serve solo a spiegare i buchi neri o l’orbita di Mercurio, ma agisce come un invisibile “architetto galattico” che decide quali sistemi solari possono esistere e quali sono destinati a restare deserti di mondi. L’unicità delle Terra sembra sempre più confermata.

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