Por alguna razón, necesitaba dos planetas similares a la Tierra habitables muy cerca uno del otro. Después de varias recopilaciones de información, desistí de los planetas dobles y las lunas gigantes gaseosas, porque las fuerzas de las mareas serían demasiado altas. Eventualmente, se ofreció una solución: planetas alrededor de cada una de las dos estrellas binarias similares al sol.
Ahora, tengo dos planetas similares orbitando dos estrellas similares en un sistema estelar binario, ambos alrededor de 1 UA de su propia estrella. Ahora, en esta publicación , se ha respondido que con estrellas orbitando a ~ 100 AU, todo parece estar bien. Pero mi objetivo es poner las dos estrellas más cerca, lo más cerca posible sin causar demasiado desorden, idealmente en un rango de 25-30 AU, pero me gustaría saber si es posible incluso menos. Mi principal preocupación son las fuerzas de las mareas, pero puede haber otros factores que no estoy teniendo en cuenta.
Entonces, ¿qué tan cerca podemos poner dos estrellas similares al Sol para que mis planetas se mantengan como la Tierra?
Sí, soy consciente de que a esas distancias, el segundo sol sería muy brillante, tan brillante que sería posible verlo durante el día (por ejemplo, a 25 UA, obtendría 500 ~ 600 (24x24) veces menos intensa la luz de la segunda estrella que la de la estrella que orbitas, que sigue siendo 800 veces más de lo que la Tierra recibe de la luna). Esa es una excepción al estándar similar a la Tierra que estoy dispuesto a conceder.
No sé por qué Fabius Maximus piensa que las fuerzas de marea serían demasiado fuertes en un planeta doble o en una luna habitable de un planeta gigante gaseoso.
Primera parte de dos: dos planetas habitables que orbitan alrededor de la misma estrella.
Pero si Fabius Maximus cree que ese es el caso, el siguiente paso lógico sería tener dos planetas habitables orbitando la misma estrella en órbitas diferentes, lo suficientemente cerca como para estar en la zona habitable de su estrella y tener climas similares.
En las antiguas historias de ciencia ficción de la primera parte del siglo XX, era bastante común representar a Venus, la Tierra y Marte como planetas habitables dentro de la zona habitable del Sol.
Los astrónomos modernos todavía tienden a creer que es posible que más de un planeta orbite en la zona habitable de una estrella y, por lo tanto, tenga temperaturas adecuadas para la vida.
Por supuesto, de vez en cuando, un equipo diferente de científicos se unirá para calcular el borde interior, o el otro borde, o ambos, de la zona habitable del Sol. Por lo tanto, hay varias estimaciones diferentes del tamaño de la zona habitable del Sol.
En esta lista aquí:
https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone#Solar_System_estimates 1
Hay algunos cálculos muy variados sobre el tamaño de la zona habitable del Sol.
Hart et al en 1979 hicieron la estimación más estrecha de la zona habitable del Sol, entre 0,95 AU y 1,01 AU. Esa estimación haría muy improbable que cualquier estrella pudiera tener dos planetas en su zona habitable.
Kasting et al en 1993 hicieron la estimación más utilizada de la zona habitable del Sol, con una zona conservadora entre 0,95 y 1,37 AU y una zona optimista entre 0,84 y 1,67 AU. Sería mucho más probable tener dos planetas orbitando en la zona conservadora de Kasting que en la de Hart, y más probable aún para la zona habitable optimista de Kasting.
Otras estimaciones sitúan el borde interior de la zona habitable hasta 0,38 UA (Zsom et al, 2013) y el borde exterior hasta 10 UA (Pierrehumbert y Gaidos, 2011).
Los astrónomos han descubierto cientos de sistemas con más de un planeta, y esos sistemas varían ampliamente en sus características orbitales y de otro tipo.
Las órbitas de Kepler-70b & c están separadas por solo unas 0,0016 UA o 240.000 kilómetros, y es posible que haya un tercer planeta orbitando entre ellas.
Las órbitas de Kepler-36b y c están separadas por una distancia absoluta mayor pero una distancia relativa menor, con la órbita de Kepler-36c solo un 11 por ciento más ancha que la de Kepler-36b.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes 2
La estrella TRAPPIST-1 tiene cuatro planetas potencialmente habitables en su zona habitable, y orbitan muy cerca uno del otro.
Las órbitas del sistema planetario TRAPPIST-1 son muy planas y compactas. Los siete planetas de TRAPPIST-1 orbitan mucho más cerca de lo que Mercurio orbita alrededor del Sol. Excepto por b, orbitan más lejos que los satélites galileanos alrededor de Júpiter,[41] pero más cerca que la mayoría de las otras lunas de Júpiter. La distancia entre las órbitas de b y c es sólo 1,6 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Los planetas deberían aparecer prominentemente en los cielos de los demás, en algunos casos apareciendo varias veces más grandes de lo que parece la Luna desde la Tierra.[40] Un año en el planeta más cercano pasa en solo 1,5 días terrestres, mientras que el año del séptimo planeta pasa en solo 18,8 días.[38][35]
La órbita de TRAPPIST-1e es solo 1.050.000 kilómetros más ancha que la órbita de TRAPPIST-1d.
La órbita de TRAPPIST-1f es solo 1 380 000 kilómetros más ancha que la órbita de TRAPPIST-1e.
La órbita de TRAPPIST-1g es solo 1.250.000 kilómetros más ancha que la órbita de TRAPPIST-1f.
https://en.wikipedia.org/wiki/TRAPPIST-1#Planetary_system 3
La distancia promedio de la Tierra al Sol se define como 1 Unidad Astronómica, o AU.
Si haces que la estrella de tu sistema solar sea exactamente tan luminosa como el Sol, podrías poner uno de tus planetas habitables a una distancia de 0,96 UA y el otro a una distancia de 1,0656 o 1,070 UA. El planeta interior recibiría un poco más de calor de su estrella, y el otro planeta recibiría un poco menos de calor de su estrella que el que recibe la Tierra del Sol. Las órbitas de los dos planetas estarían separadas por unos 16.170.000 kilómetros.
Segunda parte de dos: dos planetas habitables que orbitan alrededor de dos estrellas diferentes en el sistema.
En un sistema estelar binario o doble, hay dos posibles tipos de órbitas para los planetas. Una es una órbita circumbinaria o tipo P, donde un planeta orbita alrededor de ambas estrellas. La otra es una órbita de tipo S donde un planeta orbita alrededor de una de las dos estrellas.
Dado que las luminosidades, masas y órbitas de las dos estrellas en un binario pueden variar ampliamente, hay muchos sistemas binarios en los que un planeta no puede tener una órbita estable en la zona habitable de cualquiera de las estrellas o alrededor de ambas. Pero hay muchos otros sistemas binarios donde los planetas pueden tener órbitas estables, ya sea de tipo P o de tipo S, en una zona habitable.
El OP solicitó un sistema binario con dos planetas habitables en órbitas tipo S, uno alrededor de cada estrella. Eso es ciertamente posible. Se ha calculado, por ejemplo, que los planetas podrían tener órbitas estables en órbitas de tipo S con zonas habitables alrededor de Alpha Centauri A y Alpha Centauri B.
Según una lista, la distancia más cercana conocida entre estrellas con un planeta que orbita una de esas estrellas es de aproximadamente 12 a 17 AU, con un planeta que orbita alrededor de 0,7 AU.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes 2
http://www.openexoplanetcatalogue.com/planet/OGLE-2013-BLG-0341L%20B%20b/ 4
http://ogle.astrouw.edu.pl/cont/4_main/epl/ogle_0341/ms.pdf 5
En mi opinión, probablemente sería seguro que las dos estrellas en el sistema tuvieran un acercamiento más cercano de aproximadamente 10 a 20 AU, y cada una tuviera un planeta habitable orbitando alrededor de 1 AU, así como otros planetas en tipo S. orbita alrededor de cualquiera de las estrellas y posiblemente de otros planetas no habitables en órbitas de tipo P a grandes distancias de las dos estrellas.
Y, por supuesto, hay varias discusiones científicas sobre qué separación de estrellas es mejor para órbitas planetarias estables a largo plazo.
https://arstechnica.com/science/2013/01/binary-star-systems-make-for-unstable-planets/ 6
https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2005/16/aa0238-04.pdf 6
No creo que las fuerzas de marea sean un gran problema. Nuestro sol es responsable de aproximadamente un tercio de las fuerzas de marea que se sienten en la Tierra, y si la otra estrella está a 25 AU de distancia, el planeta más cercano recibiría 1/625 de las fuerzas de marea de eso. También recibirá 1/625 del calor y la luz del sol más lejano que del más cercano; no es suficiente para cambiar significativamente el clima.
Es probable que ambos planetas estén en resonancia orbital con las órbitas de las estrellas alrededor de la otra, ya que dichas órbitas tienen mayor estabilidad. Dos estrellas del tamaño de un Sol que orbiten alrededor de su centro de gravedad común en órbitas circulares a una distancia de 25 AU tendrán un período orbital de ca. 32.250 días o ca. 88 años Dado que sus planetas, para ser como la Tierra, deben tener órbitas cercanas a un año, hay muchas resonancias disponibles, incluida 1:88. Por lo tanto, no preveo ningún problema importante con tener los soles separados por 25 AU.
Probablemente podría tenerlos aún más cerca, digamos a 10 AU, o aproximadamente el doble de la distancia entre el Sol y Júpiter. Las fuerzas de las mareas y la incidencia solar de la estrella más distante serán entonces 1/100 de las de la estrella más cercana; todavía bastante insignificante. El período orbital de las dos estrellas será entonces ca. 8.150 días o ca. 22 años, y puede tener una resonancia orbital de, por ejemplo, 1:22.
Bueno, si lo que quieres son dos planetas similares a la Tierra extremadamente juntos, la mejor solución sería hacer que ambos orbiten una estrella madre en órbitas a diferentes distancias. Si observa este gráfico, la Tierra se encuentra en el extremo cercano de la zona habitable de nuestro sol ( https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone#/media/File:Diagram_of_ different_habitable_zone_regions_by_Chester_Harman.jpg )
Podría ser concebible que dos planetas alrededor de una estrella similar al Sol pudieran tener órbitas de 1 AU y 1,2 AU y ambos ser muy parecidos a la Tierra, en órbitas estables entre sí, y bastante cerca en gran parte de sus órbitas. Es posible que desee considerar este enfoque sencillo, aunque bastante sencillo.
No creo que sea posible dar una respuesta exacta a esta pregunta ya que no existe una solución general viable para el problema de los 3 cuerpos. Sin embargo, en los planetas no circumbinarios de tipo S (aquellos que orbitan alrededor de una sola estrella en un sistema binario en lugar de los circumbinarios de tipo P que orbitan ambas estrellas) se ha sugerido que la órbita del planeta debería estar al menos 5 veces más cerca de una estrella que el otro para estar en una órbita estable.
Sugiero hacerlo 10 veces más cerca para estar en el lado más seguro. Entonces, si la distancia entre la estrella A y la estrella B es de 10 UA, la distancia entre cada planeta y su estrella madre puede ser de 1 UA. Probablemente sea mejor asegurarse de que tanto las estrellas como los planetas tengan órbitas casi circulares, cualquier excentricidad significativa significaría que las estrellas deben estar más separadas.
Gracias a @userLTK por la ayuda del intercambio de pila de Astronomy
slarty
nieve de navidad
Stefano Balzarotti