Как планета может вращаться вокруг двух или более звезд одновременно?

Планету можно расположить в бинарной звездной системе тремя способами:

• Две звезды находятся близко друг к другу, и планета вращается вокруг них обеих (технически она вращается вокруг их центра тяжести). Это называется орбитой P-типа. Поскольку звезды должны находиться достаточно далеко друг от друга, чтобы не столкнуться друг с другом, это может привести к большой орбите.

• Две звезды находятся дальше друг от друга, и планета вращается вокруг одной из звезд. Это называется орбитой S-типа. Я задал этот вопрос о влиянии вторичной звезды на планету (гравитация и т. д.); подробности см. в математике, но да, она может быть стабильной, если звезды находятся достаточно далеко друг от друга, а планета вращается вокруг своей звезды достаточно близко. (Я спрашивал о обитаемой зоне.)

• Планета вращается вокруг звезд в форме восьмерки. Теоретически это возможно, но маловероятно, как объясняется на Physics.SE .

Двойные звезды: друзья или враги? Шон Рэймонд, на который Шон ссылался в этом объяснении типов орбит и обитаемых зон , содержит больше информации, включая эти полезные диаграммы:

См. также статью в Википедии о двойных звездах .

Для рассмотрения простых случаев см. «Теоретические орбиты планет в двойных звездных системах» С. Эджворта на Academia.edu ; у него есть картинки.

В общем, гравитационно связанные системы, состоящие из трех и более тел, математически хаотичны; наша Солнечная система не кажется хаотичной (в не слишком долгосрочной перспективе) только потому, что Солнце намного массивнее, чем остальная часть системы. В системе с несколькими звездами орбиты планет могут быть очень сложными — см . «Проблему трех тел » Лю Цысиня, где можно найти мастерскую художественную трактовку.

Я согласен с ответами AlexP и evilscary, но хочу добавить, что мы, вероятно, увидим некоторый хаос на орбите, как это происходит с маленькими спутниками Плутона. Я хочу порекомендовать вам изучить эту систему как возможный пример.

Я считаю маленькие спутники Плутона хорошим примером другой возможной орбиты системы двух солнц, потому что:

1. Харон и Плутон вращаются вокруг общего барицентра, который находится за пределами обоих. Другие спутники (Стикс, Никс, Кербер и Гидра) намного меньше (что означает меньшую гравитацию) и могут рассматриваться как вращающиеся вокруг барицентра Плутона и Харона.
2. Об этом есть несколько ресурсов (для начала см. [1], [2] и [3]).

[1] М. Шоуолтер и Д. Гамильтон, «Резонансные взаимодействия и хаотическое вращение малых спутников Плутона», Nature, vol. 522, нет. 7554, стр. 45–49, 2015.

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Луны_Плутона

[3] С. Стерн, Ф. Багенал, К. Эннико, Г. Гладстон, В. Гранди, В. Маккиннон, Дж. Мур, К. Олкин, Дж. Спенсер, Х. Уивер и др., «Система Плутона : Первоначальные результаты исследования новых горизонтов», Science, vol. 350, нет. 6258, с. аад1815, 2015.

Здесь возможны две орбиты:

Первый — это орбита в форме восьмерки, на которой планета сначала вращается вокруг звезды А, затем переключается на звезду В в точке, где встречаются гравитационные поля, а затем снова возвращается к планете А. Я полагаю, что гравитация, испытываемая этой планетой, будет очень сильной; приливные силы медленно разорвали бы его на части, и поэтому он, вероятно, просуществовал бы всего несколько тысяч лет, прежде чем превратился бы в гравий.

Во-вторых, планета вращается вокруг маленькой звезды, которая, в свою очередь, вращается вокруг более крупной звезды. Гравитация на этой орбите, вероятно, будет намного более терпимой, даже сравнимой с большинством «нормальных» орбит.