Wie kann ein Planet zwei oder mehr Sterne gleichzeitig umkreisen?

Es gibt drei Möglichkeiten, wie ein Planet in einem Doppelsternsystem positioniert werden kann:

• Die beiden Sterne sind nahe beieinander und der Planet umkreist sie beide (technisch umkreist er ihren Schwerpunkt). Dies wird als Umlaufbahn vom P-Typ bezeichnet. Da die Sterne weit genug voneinander entfernt sein müssen, um nicht ineinander zu kollabieren, kann dies zu einer großen Umlaufbahn führen.

• Die beiden Sterne sind weiter voneinander entfernt und der Planet umkreist einen der Sterne. Dies wird als Umlaufbahn vom S-Typ bezeichnet. Ich habe diese Frage zu den Auswirkungen des Sekundärsterns auf den Planeten gestellt (Schwerkraft usw.); Siehe die Mathematik dort für Details, aber ja, es kann stabil sein, wenn die Sterne weit genug voneinander entfernt sind und der Planet seinen Stern nahe genug umkreist. (Ich habe nach der bewohnbaren Zone gefragt.)

• Der Planet umkreist die Sterne in einem Achtermuster. Dies ist theoretisch möglich, aber unwahrscheinlich, wie auf Physics.SE erklärt .

Doppelsterne: Freund oder Feind? von Sean Raymond, auf die Sean in dieser Erklärung von Orbittypen und bewohnbaren Zonen verwiesen hat, enthält weitere Informationen, einschließlich dieser hilfreichen Diagramme:

Siehe auch den Wikipedia-Artikel über Doppelsterne .

Für eine Betrachtung einfacher Fälle siehe „Theoretical Orbits of Planets in Binary Star Systems“ von S.Edgeworth auf Academia.edu ; es hat Bilder.

Im Allgemeinen sind gravitativ gebundene Systeme, die drei oder mehr Körper enthalten, mathematisch chaotisch; Unser Sonnensystem scheint (auf nicht allzu lange Sicht) nicht chaotisch zu sein, nur weil die Sonne so viel massiver ist als der Rest des Systems. In einem System mit mehreren Sternen können die Umlaufbahnen von Planeten sehr kompliziert sein – siehe The Three-Body Problem von Liu Cixin für eine meisterhafte fiktive Behandlung.

Ich stimme den Antworten von AlexP und evilscary zu, möchte aber hinzufügen, dass wir wahrscheinlich ein gewisses Chaos im Orbit sehen werden, wie wir es mit den kleinen Monden von Pluto tun. Ich möchte Ihnen empfehlen, dieses System als mögliches Beispiel zu studieren.

Ich halte die kleinen Monde von Pluto für ein gutes Beispiel für eine andere mögliche Umlaufbahn des Zwei-Sonnen-Systems, weil:

1. Charon und Pluto umkreisen ein gemeinsames Baryzentrum, das außerhalb von beiden liegt. Die anderen Monde (Styx, Nix, Kerberos und Hydra) sind viel kleiner (was weniger Schwerkraft bedeutet) und können so gesehen werden, als würden sie das Baryzentrum von Pluto und Charon umkreisen.
2. Es gibt einige Ressourcen dazu (siehe [1], [2] und [3] als Einstieg).

[1] M. Showalter und D. Hamilton, „Resonante Wechselwirkungen und chaotische Rotation von Plutos kleinen Monden“, Nature, vol. 522, Nr. 7554, S. 45–49, 2015.

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

[3] S. Stern, F. Bagenal, K. Ennico, G. Gladstone, W. Grundy, W. McKinnon, J. Moore, C. Olkin, J. Spencer, H. Weaver et al., „Das Pluto-System : Erste Ergebnisse seiner Erforschung durch neue Horizonte“, Science, vol. 350, Nr. 6258, p. aad1815, 2015.

Hier gibt es zwei mögliche Bahnen:

Die erste ist eine Achterbahn, bei der der Planet zuerst Stern A umkreist, dann an dem Punkt, an dem sich die Gravitationsfelder treffen, zu Stern B wechselt und dann wieder zurück zu Planet A. Ich stelle mir vor, dass die Schwerkraft, die dieser Planet erfährt, intensiv wäre; Gezeitenkräfte würden es langsam auseinanderreißen und als solches würde es wahrscheinlich nur ein paar tausend Jahre dauern, bevor es zu Kies wird.

Der zweite ist, wo der Planet einen kleinen Stern umkreist, der wiederum einen größeren Stern umkreist. Die Schwerkraft in dieser Umlaufbahn wäre wahrscheinlich viel erträglicher, sogar vergleichbar mit den meisten "normalen" Umlaufbahnen.