¿Cambios en la órbita planetaria?

Perdone a un novato y su ingenua curiosidad, pero me preguntaba sobre la órbita planetaria y el envejecimiento de los planetas.

A medida que un planeta envejece , ¿ disminuye o aumenta la velocidad de su tránsito alrededor de su sol/estrella ?

¿La velocidad y la proximidad de la órbita de un planeta alrededor de la estrella tienen más que ver con la edad y el tipo de estrella y menos con la edad del planeta y su distancia a la estrella?

Además, ¿es posible que un planeta sea empujado o jalado más cerca de su estrella, en una órbita más cercana, por ejemplo, por el aumento de la atracción gravitacional de la estrella, o que el planeta sea sacado de órbita por un cometa o asteroide, o incluso una onda de choque? de una implosión, una lo suficientemente lejos como para que no se acerquen escombros, pero lo suficientemente cerca como para que la onda expansiva sea lo suficientemente poderosa como para golpear el planeta.

Me doy cuenta de que tal ocurrencia probablemente causaría un trastorno catastrófico en el planeta, pero si permaneciera relativamente intacto, ¿podría encontrarse en un nuevo camino alrededor de su estrella?
¿O podría el cometa/asteroide/onda de choque chocar contra el planeta desde la dirección opuesta a su tránsito, tal vez observándolo en un ángulo tal que haga que disminuya su velocidad alrededor de la estrella, o que gire más rápido o más lento sobre su propio eje? ¿Y se invertirían sus polos?

Vivir en un mundo con ciencia ficción como Doctor Who , Eureka , Stargate , Star Trek , Expediente X , Fringe ... te hace preguntarte qué es teóricamente posible . A menudo, las explicaciones que dan suenan descabelladas, pero plausibles . Así como todo mito evoluciona a partir de una verdad, tiendes a preguntarte cuánta verdad existe en estas historias.

Espero que alguno de ustedes pueda arrojar luz sobre mis dudas y encontrar una pizca de verdad entre ellas.

bueno, no estoy seguro de qué significa "envejecimiento del planeta" en la pregunta, pero suponiendo que el envejecimiento signifique un cambio en la constitución y / o masa del planeta, etc. sí, es posible (entre otras cosas) que las órbitas del planeta cambien. Tenga en cuenta que las órbitas cambian por muchas razones (efectos no lineales, efectos de otros planetas/órbitas, colisiones con otros cuerpos, etc.)
Hay varios procesos que pueden resultar en el cambio de órbitas, pero el simple paso del tiempo no está entre ellos.
Entonces, dependiendo de lo que cause el cambio, es decir, la colisión, el decaimiento orbital (¿me lo inventé?), ¿la ralentización de la órbita de un planeta cambia radicalmente la composición del planeta: su clima/atmósfera, temperatura, solidez...? ¿O la velocidad tiene poco que ver con esas cosas?
Obtener su educación científica de un programa de ciencia pop presentado por Brian Greene, Brian Cox o Morgan Freeman es, en general, una mala idea. Hay algunas fuentes que son aún peores. Por ejemplo, Doctor Who, Eureka, Stargate, Star Trek, Expediente X, Fringe.
Pero hacen maravillas para despertar la curiosidad. Nunca he sido un académico, pero la ciencia ficción mantiene mi atención y me insta a buscar la posibilidad de tales cosas en la realidad. Leeré artículos y publicaciones de blog e investigaré un poco aquí y allá, pero un estudio extenso sobre un tema simplemente no puede captar mi atención. La ciencia ficción puede, y me inspira, alimenta mi imaginación y me anima a aprender, y estoy agradecido por eso.
Diría que un cambio en la velocidad de la órbita afectará el clima o la constitución del planeta (cómo exactamente es una pregunta de investigación no trivial). por cierto @dmckee, sí, el simple paso del tiempo puede cambiar las cosas (se llama saltos cuánticos y fluctuaciones, entre otras cosas, si esto es relevante para esta escala es otra cuestión)
Interesante. Entonces, los planetas no envejecen como las estrellas, ¿verdad? Quiero decir, una vez que se han asentado después de la formación, además de la deriva continental y la eventual inversión polar (?), ¿no pasan por más cambios como estrellas que se convierten en enanas rojas y todo eso antes de su "muerte"? Quiero decir, los planetas no mueren, ¿verdad? Porque no están hechos de energía como las estrellas... ¿verdad?
Los cometas y los asteroides tienen una masa bastante baja en relación con un planeta. Sería bastante difícil para uno de ellos cambiar significativamente la órbita de un planeta. Por cierto, @mtndwells, una "inversión de polos", una inversión geomagnética, tiene que ver con el cambio del campo magnético de un planeta. Si te refieres a una rotación de 180 grados (siendo el eje un punto en el ecuador del planeta), bueno. . . se necesitaría mucha fuerza para hacer eso, y mucha fuerza para detenerlo.
Gracias por esa aclaración @ HDE226868. Sí, pensé que lo haría. Sin embargo, me encanta reflexionar sobre estas ideas locas y luego buscar aportes/respuestas/perspectivas/percepciones de personas más informadas que yo. Siempre es educativo. Gracias a todos por sus pensamientos y presentación de hechos sobre el tema. :)

Respuestas (2)

Has hecho una pregunta muy entretenida, y la respuesta no es sencilla.

Ignoremos las colisiones por el momento. El efecto "más puro", es decir, el que no implica ningún cambio por parte del planeta o de su sol, es el efecto de las protuberancias de las mareas en el sol. Así como la tierra, por ejemplo, no es una esfera perfecta debido a las fuerzas de marea, así el sol no es una esfera perfecta debido a las fuerzas de marea causadas por la tierra. El bulto resultante en el sol va a la zaga del planeta, y esencialmente actúa como un freno en el planeta. Con el tiempo, el planeta perderá velocidad gradualmente y finalmente caerá en la estrella. Para la mayoría de los sistemas planetarios, el efecto tardará mucho, mucho tiempo, ya que el planeta es mucho más pequeño que el sol y está muy lejos.

Pero hay otro factor a considerar. Cualquier estrella produce un "viento solar" que hace que pierda masa. La cantidad perdida por año es pequeña, pero nunca se detiene. El resultado es que, durante miles de millones de años, la órbita del planeta crecerá a medida que disminuya la atracción gravitatoria hacia el sol.

Finalmente, para estrellas como nuestro sol, la evolución estelar eventualmente hará que la estrella se convierta en una gigante roja. Si el diámetro de la estrella excede la distancia orbital del planeta, por supuesto, el planeta se vaporizará. Incluso si no es así, la protuberancia de la marea se volverá mucho más efectiva para ralentizar el planeta y, dependiendo de los detalles de la órbita del planeta, puede o no hacer que el planeta caiga en la estrella antes de que la estrella se encoja al estado de enana roja.

En el caso de la tierra, según http://arxiv.org/pdf/0801.4031v1.pdf , eso es exactamente lo que le sucederá a la tierra en (aproximadamente) 7590 millones de años. Es notable que si la órbita de la tierra fuera un 15% más grande, sería seguro. Pero justo antes de que el sol alcance su diámetro máximo, las fuerzas de las mareas conspiran para reducir la velocidad de la tierra y se sumerge (se sumergirá) en el sol.

En cuanto a otras consideraciones, como explosiones, impactos y ondas de choque, la respuesta es que pueden tener un efecto, pero generalmente no mucho. Básicamente, si el impacto o lo que sea fuera lo suficientemente grande como para hacer un cambio importante en la órbita del planeta, el planeta dejaría de existir y sería reemplazado por un gran campo de escombros. Hasta cierto punto, esto se volvería a condensar en un planeta más pequeño con una órbita diferente, pero no sería el original. Sin embargo, solo como un experimento mental, si la Tierra chocara con otro cuerpo del tamaño de la Tierra exactamente de frente, y el otro cuerpo estuviera en una órbita idéntica pero yendo en dirección opuesta, y los dos planetas se fusionaran en lugar de convertirse en un escombro masivo. campo, el cuerpo fusionado resultante caería directamente hacia el sol.

En cuanto al envejecimiento del planeta, para los tipos de tierra la respuesta es, no mucho. Es cierto que nuestro tipo de planeta puede perder volátiles como el agua y el aire (y hacerlo a un ritmo muy bajo), pero el efecto total es minúsculo. Somos, después de todo, en su mayoría roca y hierro, y eso simplemente no va a ninguna parte. Para los gigantes gaseosos como Júpiter, si están cerca, pueden expulsar sus gases hasta que no quede nada, o solo el núcleo no gaseoso. Sin embargo, cualquier pérdida de este tipo será en ángulo recto con el movimiento orbital (para órbitas más o menos circulares) y prácticamente no tendrá ningún efecto sobre el movimiento orbital del planeta.

bien, pero ¿cómo es que un planeta gaseoso (en su mayoría) (como Júpiter) puede perder la mayor parte del gas (y, por lo tanto, un porcentaje de su masa) y, sin embargo, no cambiar el proceso de su órbita?
@NikosM. - Tome un objeto en órbita y desprenda una parte de él en ángulo recto con respecto al movimiento del objeto. No se produjo aceleración radial, ya que esto no es como un disparo de pistola: no hay retroceso y la pieza no fue "expulsada". Tampoco se produjo aceleración tangencial. Dado que el objeto tiene el mismo radio orbital y velocidad que antes, su órbita permanece sin cambios. El momento angular y la energía se conservan al considerar la trayectoria tanto del objeto como de la pieza derribada. Hay un pequeño efecto ya que la pieza ejerce una atracción gravitacional cuando sale, pero eso es realmente pequeño.
@NikosM. - Creo que no estaba un poco claro. Cuando dije quitar una pieza, me refería a una molécula de gas, que no está unida mecánicamente al planeta. Derribar un trozo de roca de la superficie sería diferente y, de hecho, aplicaría fuerzas al planeta en su conjunto. Lo siento si confundí a alguien.
pero la órbita y el radio (y el momento angular) dependen de la masa de los planetas, por lo que si la masa cambia, la órbita debería cambiar, tal vez sea por pequeñas perturbaciones cada vez, pero al final, la órbita debería ser muy diferente.
El radio orbital es esencialmente independiente de la masa secundaria siempre que sea mucho más pequeño que la masa primaria y siempre que la velocidad orbital no cambie. Y quitar la atmósfera no cambiará el momento angular del cuerpo restante, ya que el proceso esencialmente no aplica fuerza al objeto restante. Por eso dije que la atmósfera no es "expulsada". Cuando se tienen en cuenta todos los cuerpos (incluida la atmósfera despojada), se conserva el momento angular.
El punto sobre las fuerzas de marea que tienden a disminuir la energía orbital no es, en general, cierto. Por ejemplo, en el sistema tierra-luna, las fuerzas de marea son responsables de que la luna se aleje de la tierra, en lugar de acercarse a ella. Creo que lo que falta en esa parte de su explicación es la consideración de la rotación de los cuerpos, que afectan dónde está realmente la protuberancia de la marea. Dado que la Tierra gira más rápido que las órbitas de la Luna, tiende a intercambiar ese momento angular con la Luna.
aparte del comentario de Kyle, el momento angular del todo (planeta + parte extraída) se conserva, pero estamos interesados ​​​​solo en el momento angular del planeta, que será diferente (del momento angular inicial del planeta antes de que la parte sea "expulsada")
@Kyle, ¿has entendido por qué el sistema Sol-Tierra debería comportarse de manera opuesta al sistema Tierra-Luna? ¿El giro del Sol debería llevar el bulto por delante de la órbita de la Tierra y arrastrarlo hacia adelante seguramente?
Esta respuesta es incorrecta en el signo de los efectos de las mareas en los planetas del sistema solar ahora. Pero el efecto se invierte cuando el Sol se convierte en una gigante roja y su período de rotación se vuelve más lento que los períodos orbitales.

Durante períodos prolongados, las interacciones gravitatorias entre los planetas pueden tener un efecto muy grande en sus órbitas, especialmente si el planeta con el que está interactuando es Júpiter. Las órbitas pueden "ajustarse" en períodos que están en resonancia con el período de Júpiter.

También es posible que un planeta se mueva a una parte completamente diferente del Sistema Solar por tales interacciones, y esto puede haber sucedido en su historia temprana.

En general, los sistemas gravitacionales no son estables. Los planetas pueden ser expulsados ​​completamente por una estrecha interacción gravitacional entre sí.

Las órbitas alrededor de estrellas binarias o múltiples serán más complicadas y probablemente más propensas a eventos catastróficos como la eyección del sistema al espacio interestelar. Lo mismo ocurrirá con los planetas en cúmulos globulares, donde hay muchas estrellas cercanas.

WhatRoughBeast tiene razón en que un evento repentino con suficiente energía para cambiar la órbita también perturbará el planeta, o al menos hervirá su superficie. Por ejemplo, una supernova cercana podría hacer que el avión se lanzara a una nueva órbita por ebullición de la superficie frente a la supernova.

Las cosas son muy diferentes para los cometas. Sus órbitas hipotéticas en la nube de Oort son tan lentas que pueden pasar fácilmente a otra órbita, por ejemplo, una que ingrese al sistema solar interior. Están tan débilmente atados por su propia gravedad que pueden romperse por casi accidentes con los planetas.

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