قابلية أنظمة النجوم الثنائية للحياة

قد تكون الكواكب في الأنظمة النجمية الثنائية مرشحةً لدعم الحياة خارج كوكب الأرض . ^{[ 1 ]} وتتحدد قابليتها للسكن بعوامل عديدة من مصادر متنوعة. ^{[ 2 ]} تشير التقديرات النموذجية غالبًا إلى أن 50% أو أكثر من جميع الأنظمة النجمية هي أنظمة ثنائية . قد يعود ذلك جزئيًا إلى تحيز في أخذ العينات ، حيث تميل النجوم الضخمة والساطعة إلى التواجد في أنظمة ثنائية، وهي الأسهل رصدًا وتصنيفًا؛ وقد أشار تحليل أكثر دقة إلى أن النجوم الخافتة الأكثر شيوعًا عادةً ما تكون منفردة، وبالتالي فإن ما يصل إلى ثلثي جميع الأنظمة النجمية هي أنظمة منفردة. ^{[ 3 ]}

قد تتراوح المسافة بين النجوم في نظام ثنائي من أقل من وحدة فلكية واحدة (وحدة فلكية، وهي المسافة "المتوسطة" بين الأرض والشمس) إلى عدة مئات من الوحدات الفلكية. في الحالات الأخيرة، ستكون تأثيرات الجاذبية ضئيلة على كوكب يدور حول نجم مناسب، ولن تتأثر إمكانية السكن إلا إذا كان المدار شديد الانحراف. في الواقع، بعض المدارات مستحيلة لأسباب ديناميكية (سيُطرد الكوكب من مداره بسرعة نسبية، إما بالخروج من النظام كليًا أو بالانتقال إلى مدار داخلي أو خارجي)، بينما تُشكل مدارات أخرى تحديات خطيرة أمام تكوين أغلفة حيوية مستقبلية بسبب التغيرات الشديدة المحتملة في درجة حرارة السطح خلال أجزاء مختلفة من المدار. إذا كانت المسافة قريبة جدًا من بُعد الكوكب، فقد يكون المدار المستقر مستحيلاً.

تُسمى الكواكب التي تدور حول نجم واحد فقط في نظام ثنائي بمدارات من النوع "S"، بينما تُسمى تلك التي تدور حول كلا النجمين بمدارات من النوع "P" أو مدارات " حول النجمين ". ويُقدّر أن 50-60% من النجوم الثنائية قادرة على دعم كواكب أرضية صالحة للسكن ضمن نطاقات مدارية مستقرة. ^{[ 4 ]}

في الكواكب غير الدائرة حول نجمين ، إذا تجاوزت المسافة بين الكوكب ونجمه الأساسي خُمس أقرب مسافة بينه وبين النجم الآخر، فإن استقرار مداره غير مضمون. ^{[ 5 ]} لطالما كان تكوّن الكواكب في الأنظمة الثنائية غير واضح، نظرًا لاحتمالية تداخل قوى الجاذبية مع عملية التكوّن. وقد أظهرت دراسة نظرية أجراها آلان بوس في مؤسسة كارنيجي أن الكواكب الغازية العملاقة يمكن أن تتشكل حول النجوم في الأنظمة الثنائية كما تتشكل حول النجوم المنفردة. ^{[ 6 ]}

أشارت دراسات أجريت على نظام ألفا قنطورس ، أقرب نظام نجمي إلى الشمس، إلى أنه لا ينبغي استبعاد الأنظمة الثنائية عند البحث عن كواكب صالحة للسكن. يبلغ بُعد قنطورس A وB عن بعضهما 11  وحدة فلكية عند أقرب نقطة (بمعدل 23  وحدة فلكية)، وكلاهما يتمتع بمناطق صالحة للسكن مستقرة. ^{[ 2 ] [ 7 ]} تُظهر دراسة للاستقرار المداري طويل الأمد للكواكب المحاكاة داخل النظام أن الكواكب التي تقع على بُعد ثلاث  وحدات فلكية تقريبًا من أي من النجمين قد تظل مستقرة (أي أن نصف المحور الأكبر ينحرف بأقل من 5%). تمتد المنطقة الصالحة للسكن حول ألفا قنطورس A، وفقًا لتقدير متحفظ، من 1.37 إلى 1.76  وحدة فلكية ^{[ 2 ]} ، وحول ألفا قنطورس B من 0.77 إلى 1.14  وحدة فلكية ^{[ 2 ]} ، وهما تقعان ضمن المنطقة المستقرة في كلتا الحالتين. ^{[ 8 ]}

يبلغ الحد الأدنى للمسافة المستقرة بين النجم والكوكب المحيط بنظام ثنائي حوالي 2-4 أضعاف المسافة بين النجمين، أو ما يعادل فترة مدارية تتراوح بين 3-8 أضعاف الفترة المدارية للنظام الثنائي. وقد وُجد أن الكواكب الأقرب إلى النجم في جميع الأنظمة الثنائية التي رصدها تلسكوب كيبلر تدور بالقرب من هذا نصف القطر. وتتراوح أنصاف المحاور الرئيسية لهذه الكواكب بين 1.09 و1.46 ضعف هذا نصف القطر الحرج. وقد يعود السبب إلى أن الهجرة قد تصبح غير فعالة بالقرب من نصف القطر الحرج، مما يجعل الكواكب تقع خارج هذا النطاق مباشرةً. ^{[ 9 ]}

على سبيل المثال، يُعدّ Kepler-47c عملاقًا غازيًا يقع في المنطقة الصالحة للسكن حول نظام Kepler-47 الثنائي . ^{[ 10 ]}

إذا تشكلت كواكب شبيهة بالأرض في المنطقة الصالحة للسكن المحيطة بالنجوم الثنائية أو هاجرت إليها، فستكون قادرة على الحفاظ على الماء السائل على سطحها على الرغم من التفاعل الديناميكي والإشعاعي مع النجوم الثنائية. ^{[ 11 ]}

تم تحديد حدود استقرار المدارات من النوع S والنوع P داخل الأنظمة النجمية الثنائية والثلاثية كدالة للخصائص المدارية للنجوم، وذلك بالنسبة للحركات الأمامية والخلفية للنجوم والكواكب. ^{[ 12 ]}

• علم الأحياء الفلكي
• المنطقة الصالحة للسكن حول النجم
• قابلية سكن أنظمة الأقزام الصفراء
• قابلية الكواكب للسكن
• كوكب يدور حول نجمتين