¿Cómo puede un planeta orbitar dos o más estrellas simultáneamente?

Hay tres formas en que un planeta se puede colocar en un sistema de estrellas binarias:

• Las dos estrellas están muy juntas y el planeta las orbita a ambas (técnicamente orbita su centro de gravedad). Esto se llama una órbita de tipo P. Debido a que las estrellas tienen que estar lo suficientemente separadas para no colapsar entre sí, esto puede generar una órbita grande.

• Las dos estrellas están más separadas y el planeta gira alrededor de una de las estrellas. Esto se llama una órbita de tipo S. Hice esta pregunta sobre los efectos de la estrella secundaria en el planeta (gravedad, etc.); vea las matemáticas allí para obtener más detalles, pero sí, puede ser estable si las estrellas están lo suficientemente separadas y el planeta orbita su estrella lo suficientemente cerca. (Estaba preguntando por la zona habitable.)

• El planeta orbita las estrellas en un patrón de figura 8. Esto es teóricamente posible pero poco probable, como se explica en Physics.SE .

Estrellas binarias: ¿amigas o enemigas? por Sean Raymond, al que Sean se vinculó en esta explicación de los tipos de órbita y las zonas habitables , contiene más información, incluidos estos útiles diagramas:

Véase también el artículo de Wikipedia sobre estrellas binarias .

Para una consideración de casos simples, consulte "Órbitas teóricas de los planetas en sistemas estelares binarios" por S.Edgeworth en Academia.edu ; tiene fotos

En general, los sistemas ligados gravitacionalmente que contienen tres o más cuerpos son matemáticamente caóticos; nuestro sistema solar parece no ser caótico (en un plazo no demasiado largo) solo porque el Sol es mucho más masivo que el resto del sistema. En un sistema estelar múltiple, las órbitas de los planetas pueden ser muy complicadas; vea El problema de los tres cuerpos de Liu Cixin para un tratamiento ficticio magistral.

Estoy de acuerdo con las respuestas de AlexP y evilscary, pero quiero agregar que es probable que veamos algo de caos en la órbita como lo hacemos con las pequeñas lunas de Plutón. Quiero recomendarle que estudie este sistema como un posible ejemplo.

Considero que las pequeñas lunas de Plutón son un buen ejemplo de otra posible órbita del sistema de dos soles porque:

1. Caronte y Plutón orbitan alrededor de un baricentro común, que se encuentra fuera de ambos. Las otras lunas (Styx, Nix, Kerberos e Hydra) son mucho más pequeñas (lo que significa menos gravedad) y se pueden ver orbitando el baricentro de plutón y caronte.
2. Hay algunos recursos al respecto (ver [1], [2] y [3] para empezar).

[1] M. Showalter y D. Hamilton, "Interacciones resonantes y rotación caótica de las lunas pequeñas de Plutón", Nature, vol. 522, núm. 7554, págs. 45 a 49, 2015.

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

[3] S. Stern, F. Bagenal, K. Ennico, G. Gladstone, W. Grundy, W. McKinnon, J. Moore, C. Olkin, J. Spencer, H. Weaver et al., “El sistema de Plutón : Resultados iniciales de su exploración por nuevos horizontes”, Science, vol. 350, núm. 6258, pág. ad1815, 2015.

Hay dos órbitas posibles aquí:

La primera es una órbita en forma de 8, en la que el planeta orbita la estrella A primero, luego cambia a la estrella B en el punto en el que se encuentran los campos de gravedad, y luego regresa al planeta A nuevamente. Imagino que la gravedad que experimenta este planeta sería intensa; las fuerzas de las mareas lo desgarrarían lentamente y, como tal, probablemente solo duraría unos pocos miles de años antes de convertirse en grava.

El segundo es donde el planeta orbita una estrella pequeña que a su vez orbita una estrella más grande. La gravedad en esta órbita probablemente sería mucho más tolerable, incluso comparable a la mayoría de las órbitas "normales".