引力相对论解释“星际荒原”——为什么双星系统里的行星如此稀少
一、核心发现加州大学伯克利分校与贝鲁特美国大学的天体物理学家利用理论与数值模型，首次证明爱因斯坦广义相对论的引力效应导致双星系统中围绕两颗恒星运行的行星极度稀少。两颗恒星的质量相近、轨道椭圆、相互吸引的潮汐力会使其轨道逐渐收紧，而相对论预言的“预cession”（进动）会与行星的轨道进动产生共振，最终使行星轨道变得极度离心，导致其被吞噬或抛入系外。
“当双星系统的进动速率与围绕它们运行的行星进动速率相匹配时，行星轨道会被极度拉长，最终被抛射或被吞噬。” ——Mohammad Farhat，伯克利米勒博士后研究员，本文第一作者
图：示意图
二、研究背景迄今已发现 >6,000 颗系外行星，仅 14 颗确认围绕双星运行，远低于理论预期。
双星系统约占所有恒星的 50%，按常规统计，双星应有 数百 颗行星。
以 Kepler 与 TESS 为代表的过境法对双星系统探测极为困难，因大部分双星的过境概率极低。
三、核心机制双星进动
双星质量相近，轨道呈椭圆；相对论导致其轨道逐渐进动，速率随时间加快。
行星进动
行星围绕双星运行，其轨道轴线也会进动，但随着双星潮汐效应收紧双星，行星进动速率减慢。
共振与离心化
当双星与行星的进动速率趋于一致时，行星轨道被极度拉长，最远点离双星远，最近点则近到足以引发潮汐破坏或直接被吞噬。
不稳定区
双星周围存在“不稳定区”，在此区域内任何行星都无法长期稳定存在。多数已知的双星行星都位于该不稳定区边缘，说明它们可能是“迁移而来的”。
“双星之间的三体相互作用会迅速清除不稳定区，导致大多数行星被抛射或被吞噬。” ——Jihad Touma，贝鲁特物理教授
四、模型与结果采用 高阶广义相对论势 与潮汐衰减模型，对 周期 < 7 天 的紧密双星（共 47 颗候选系统）进行模拟。
结果显示：
80 % 的潜在行星会因相对论进动共振而被抛射或毁灭。
其中 75 % 直接被吞噬。
对 周期 > 7 天 的宽松双星系统，行星不易受到此效应的影响，已观测到的行星多处于离双星相对较远的轨道。
五、对系外行星探测的启示双星行星极少，且多数处于 过境法 无法探测的遥远轨道，解释了 Kepler/TESS 仅发现 47 颗候选双星行星的“星际荒原”。
说明相对论效应在微观尺度上（如水星轨道）与宏观尺度（双星行星系统）均起到“稳定/扰动”双重作用。
进一步应用模型，研究团队正探讨相对论效应在超大质量黑洞双体、双脉冲星等更极端系统中的作用，可能解释双脉冲星行星的稀缺性。
“相对论不仅让水星轨道进动，还能让双星系统中的行星被“清扫”，从而形成了今天我们观测到的极端稀缺。” ——Jihad Touma
六、结论与展望双星系统的自然形成与演化过程（潮汐收缩 + 相对论进动）本身即可解释围绕双星行星的极度稀缺。
未来 Kepler、TESS 的观测技术改进后，仍可能发现被排除在“不稳定区”之外的遥远双星行星。
研究团队将继续完善模型，探讨相对论效应在星系团、黑洞双体等更广阔天体系统中的角色。
勇编撰自论文"Capture into Apsidal Resonance and the Decimation of Planets around Inspiraling Binaries".The Astrophysical Journal Letters.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。
