天文学观测已在单星周围确认数千颗系外行星，但绕双星系统（两颗恒星互绕）运行的行星数量明显偏少。加州大学伯克利分校与贝鲁特美国大学的研究团队提出，爱因斯坦广义相对论引发的轨道进动效应，可能是造成紧密双星周围行星难以长期存活的主要原因。

在目前确认的6000多颗系外行星中，多数由美国国家航空航天局（NASA）的开普勒太空望远镜和凌日系外行星巡天卫星（TESS）发现；其中仅有14颗被观测到以凌日方式绕双星运行。研究人员指出，按常见行星发生率推算，相关数量本应达到数百颗。

研究团队表示，双星系统中两颗恒星质量通常接近但并不完全相同，彼此绕行的轨道多呈椭圆形。若存在环绕双星的行星，恒星引力会使行星轨道发生进动；与此同时，双星自身的轨道也会进动，而这一进动在紧密双星中会受到广义相对论效应的显著影响。

研究称，随着时间推移，双星之间的潮汐作用会使其轨道逐步收缩，带来两项相反变化：双星轨道的进动速率上升，而行星轨道的进动速率下降。当两者进动速率在演化过程中相匹配并进入共振，行星轨道会被拉得更为偏心，远地点更远、近地点更近。

加州大学伯克利分校米勒博士后研究员、论文第一作者穆罕默德·法哈特（Mohammad Farhat）表示，在这种情况下可能出现两种结局：行星要么过于接近双星而遭受潮汐破坏或被其中一颗恒星吞噬，要么在强扰动下被逐出系统，“无论哪种情况，行星都会消失”。

研究人员强调，这并不意味着双星系统不存在行星，而是能够存活的行星可能位于更远轨道，超出开普勒与TESS主要依赖的凌日探测方法的有效范围。合著者、贝鲁特美国大学物理教授吉哈德·图马（Jihad Touma）称，“肯定有行星存在，只是用现有仪器难以探测”。

在观测统计上，开普勒与TESS通过恒星光度在行星凌日时的微弱下降来寻找系外行星。开普勒还发现约3000个食双星系统（两颗恒星互相掩食）。研究人员指出，若参照约10%的类太阳单星拥有巨型行星的比例，双星系统中也应出现相近比例的巨型行星，预计可达约300颗；但实际仅发现47个双星候选行星，其中14颗被确认为绕双星凌日的行星。

此外，这14颗行星中没有一颗围绕轨道周期短于约7天的紧密双星运行。法哈特表示，绕双星运行的行星总体稀缺，而在轨道周期7天及以下的双星周围几乎没有行星；而这类紧密食双星恰恰是最容易通过凌日方法发现环双星行星的系统。

研究还提到，双星周围存在行星难以稳定存活的“不稳定区”。在该区域内，双星与行星的三体相互作用可能将行星逐出系统，或将其拉近至与恒星合并或被撕裂。已知14颗环双星凌日行星中有12颗位于不稳定区边缘之外，研究人员认为这暗示它们可能从更远处迁移而来，因为在不稳定区边缘形成行星本身就十分困难。

在方法上，研究团队通过数学推导与计算机模型评估广义相对论对环双星行星长期演化的影响。其结果显示，相对论效应在紧密双星附近会显著“清除”近距离行星：按模型估算，紧密双星周围每10颗系外行星中约有8颗会被破坏，其中约75%在过程中被摧毁。

研究进一步解释了机制的时间尺度：双星在形成早期可能与周围气体相互作用而在数千万年内逐渐靠近，随后在数十亿年尺度上因潮汐作用继续收缩。当双星轨道周期缩短至约一周或更短时，广义相对论引起的进动变得更重要；而行星的进动主要由两颗恒星的牛顿引力牵引决定，随着双星靠近，对行星的扰动反而减弱，使行星进动变慢。两者进动速率在某点相遇并共振后，行星偏心率持续增大，近地点进入不稳定区，最终在数千万年内被吞噬、撕裂或逐出系统。

图马表示，被共振捕获的行星会在偏心率升高、进动加快的同时与收缩的双星轨道保持同步，最终触发三体效应清空不稳定区。法哈特则称，紧密双星自然形成与收缩的过程本身就足以清除行星，无需引入附近恒星扰动或其他额外机制。

上述研究成果于12月8日发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）。研究团队还表示，正利用相关模型进一步研究广义相对论效应在其他天体系统中的作用，包括超大质量黑洞对周围星团的影响，以及其是否能部分解释双脉冲星周围行星稀缺的现象。