Ist es richtig zu sagen, dass nur Doppel- und Einzelsternsysteme stabil sind?

NEIN.

Es ist nicht bewiesen, dass reale Orbitalsysteme auf ausreichend langen Zeitskalen stabil sind. Sogar unser (Einzelstern-)Sonnensystem ist nicht stabil. In ihrem Artikel: On the Dynamical Stability of the Solar System verwenden Batygin und Laughlin die von Laskar entwickelten numerischen Techniken, um Szenarien zu zeigen, in denen verschiedene Planeten auf einer Zeitskala von 20 Gyr in die Sonne fallen oder aus unserem Sonnensystem ausgestoßen werden.

Der Bereich der Mathematik, der Fragen zur langfristigen Umlaufbahnstabilität dominiert, ist die Chaostheorie, die die Arten von Systemen von Differentialgleichungen untersucht, für die sehr kleine Änderungen der Anfangsbedingungen sehr unterschiedliche resultierende Lösungen verursachen. Über lange Zeiträume führen Gezeitenkräfte, Sternstrahlung und andere Energiequellen dazu, dass sich Umlaufbahnen entwickeln. Wenn Resonanzen erreicht werden, können Umlaufbahnen beginnen, sich zu destabilisieren. Beispiele dafür finden sich in den Kirkwood Gaps des Asteroidengürtels.

Angesichts der überwältigend hohen Populationen von Doppelsternsystemen in der Milchstraße ( Tabelle unten aus Wikipedia ) könnten wir wahrscheinlich Doppel- und Einzelsternsysteme zumindest auf Zeitskalen von 10-100 Gy als stabil bezeichnen.

Correa-Otto und Gil-Hutton weisen jedoch darauf hin, dass allein der Aufenthalt in einer Galaxie dazu führt, dass binäre Umlaufbahnen gestört werden:

Der Haupteinfluss der Galaxie auf die WBS [Wide Binary Star Systems] ist zweierlei: Erstens die Störung des Binärsystems, die Lücken in der Verteilung der Orbitalelemente der drei Sätze erzeugt; und zweitens die Änderungen in der Orbitalkonfiguration des überlebenden WBS, die die Orbitalelementverteilungen der Population in jedem Satz modifizieren.

Angesichts des Mangels an entdeckten n-Sterne-Systemen, bei denen n größer als 2 ist, können wir meiner Meinung nach mit Sicherheit sagen, dass diese Systeme bei Zeitlinien in der Größenordnung von 1-10 Gyrs größtenteils instabil sind. Tatsächlich sind viele von ihnen in viel kürzeren Zeiträumen instabil.

Es ist durchaus möglich, dass Doppelsterne im Durchschnitt weniger stabil sind als Einzelsterne, dass Trinärsterne im Durchschnitt weniger stabil sind als Doppelsterne, dass Quartärsterne im Durchschnitt weniger stabil sind als Trinärsterne und so weiter.

Aber wenn dies nicht verhindert, dass trinäre oder höhere Sternensysteme lange genug stabil bleiben, um möglicherweise Planeten zu haben, die aus Science-Fiction-Sicht interessant werden, wird eine solche geringere Stabilität für die meisten Menschen von Bedeutung sein? Es scheint mir, dass die meisten Menschen Systeme mit mehreren Sternen als stabil genug betrachten werden, um lange genug zu bestehen, um aus einer Science-Fiction-Perspektive potenziell interessant zu sein, um stabil genug zu sein, egal wie viel weniger stabil sie sind als Doppel- oder Einzelsterne.

Das nächste Sternensystem, Alpha Centauri, ist dreifach.

Alpha Centauri A hat die 1,1-fache Masse und die 1,519-fache Leuchtkraft der Sonne, während Alpha Centauri B mit der 0,907-fachen Sonnenmasse und der 0,445-fachen Leuchtkraft kleiner und kühler ist.[16] Das Paar umkreist ein gemeinsames Zentrum mit einer Umlaufzeit von 79,91 Jahren.[17] Ihre elliptische Umlaufbahn ist exzentrisch, so dass der Abstand zwischen A und B von 35,6 AE (astronomische Einheiten) oder etwa dem Abstand zwischen Pluto und der Sonne bis zu 11,2 AE oder etwa dem Abstand zwischen Saturn und der Sonne variiert.

Alpha Centauri C oder Proxima Centauri ist ein kleiner und schwacher Roter Zwerg (Klasse M). Obwohl mit bloßem Auge nicht sichtbar, ist Proxima Centauri der sonnennächste Stern in einer Entfernung von 4,24 Lichtjahren (1,30 pc), etwas näher als Alpha Centauri AB. Gegenwärtig beträgt die Entfernung zwischen Proxima Centauri und Alpha Centauri AB etwa 13.000 astronomische Einheiten (0,21 ly),[18] was etwa dem 430-fachen Radius der Neptunbahn entspricht

Proxima Centauri hat zwei Planeten: Proxima b, ein erdgroßer Exoplanet in der habitablen Zone, der 2016 entdeckt wurde; und Proxima c, eine 1,5 AE entfernte Supererde, die möglicherweise von einem riesigen Ringsystem umgeben ist, das 2019 entdeckt wurde. Alpha Centauri A hat möglicherweise einen mittelgroßen Planeten in seiner bewohnbaren Zone, Kandidat 1, obwohl er noch nicht bekannt ist planetarischer Natur sein und könnte ein Artefakt des Entdeckungsmechanismus sein. Alpha Centauri B hat keine bekannten Planeten: Planet Bb, der angeblich 2012 entdeckt wurde, wurde als Artefakt befunden, und ein separater Transitplanet muss noch in der Natur bestätigt werden.

Die Umlaufbahnen der Alpha-Centauri-Sterne umeinander und die Umlaufbahnen von mindestens zwei Planeten um einen der Sterne waren also während der gesamten Lebensdauer des Alpha-Centauri-Systems ohne Kollisionen oder Auswürfe einigermaßen stabil.

Es wird angenommen, dass das Alpha Centauri-System etwas älter ist als die 4,6 Milliarden Jahre unseres Sonnensystems.

https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_Centauri[1]

Ein weiteres berühmtes und relativ nahes Dreifachsternsystem ist 40 Eridani, auch bekannt als Omicron 2 Eridani. 40 Eridani A hat einen bekannten Planeten.

https://en.wikipedia.org/wiki/40_Eridani#Planetary_system[2]

1991 entschieden Gene Roddenberry und zwei Astronomen, dass 40 Eridani ein geeignetes System für den fiktiven Planeten Vulkan wäre, da angenommen wird, dass 40 Eridani etwa 4 Milliarden Jahre alt ist, fast so alt wie die Sonne.

https://www.sciencealert.com/star-trek-vulcan-exoplanet-40-eridani-a-hd-26965-super-earth-dharma-planet-survey[3]

Es ist also klar, dass einige trinäre Sternensysteme, vermutlich eine Minderheit der sich bildenden, aber möglicherweise die Mehrheit der zu einem bestimmten Zeitpunkt existierenden, für die Milliarden von Jahren stabil sein können, die erforderlich sind, um für Science-Fiction-Zwecke interessant zu werden. Sie können lange genug bestehen, damit sich Leben möglicherweise auf ihren möglichen Planeten entwickeln kann, und um die Milliarden von Jahren zu überdauern, die erforderlich sind, damit diese Planeten möglicherweise für Menschen bewohnbar werden und / oder intelligente Wesen entwickeln, und somit aus Sicht der Science-Fiction interessant sind. Und zwar ohne Kollision oder Auswurf von Sternen (es sei denn, es handelte sich ursprünglich um komplexere Systeme) und unter Beibehaltung mindestens einiger Planeten in stabilen Umlaufbahnen.

Das Kepler-64-System ist ein Vierfach- oder Quartärsystem mit einem Planeten PH1b, der zwei der Sterne umkreist. Das System wird auf etwa 2 Milliarden Jahre geschätzt, was wahrscheinlich zu jung ist, um aus einer Science-Fiction-Perspektive interessant zu sein.

https://en.wikipedia.org/wiki/PH1b[4]

Es scheint mir, dass die meisten Menschen mit mehreren Sternensystemen zufrieden sein werden, die lange genug stabil bleiben, damit ihre möglichen Planeten möglicherweise Leben entwickeln oder sogar für Menschen bewohnbar werden oder sogar intelligentes Leben haben. Lang genug zu bleiben, um aus Science-Fiction-Sicht interessant zu werden, sollte für die meisten Menschen stabil genug sein, auch wenn sich Trinärsterne als viel weniger stabil herausstellen als Doppel- oder Einzelsterne.