¿Cómo afectaría la distancia de un planeta a su estrella la fuerza de su atracción gravitacional? [cerrado]

Asumiré que quieres que la gravedad de la superficie sea la misma que la de la Tierra.

Esto quiere decir que la densidad media debe ser 1/3 de la de la tierra, ya que para un cuerpo, si gs es la gravedad superficial,$\rho$la densidad, y r el radio

$$gs=\frac{GM}{r^2} = \frac {GMr}{r^3} = G \rho r$$ y aumentar r requiere una disminución correspondiente en $\rho$si gs debe permanecer constante.

Dado que la densidad de la tierra es 5,5 veces la del agua, la densidad de la Tierra3 debe ser del orden de

$$\rho = \frac{5.5}{3} = 1.8$$ Esta baja densidad significa que no hay núcleo de hierro ni campo magnético. Como resultado, la superficie tendrá una dosis de radiación solar ligeramente mayor. En realidad, no está claro que pueda haber ningún material rocoso significativo, ya que prácticamente ninguna roca tiene una densidad tan baja, incluso a las bajas presiones asociadas con las condiciones de la superficie. El cuarzo, por ejemplo (también conocido como "arena") tiene una densidad de 2,6. La superficie de la Tierra3 tiene que ser agua, y hasta una profundidad muy considerable, sin una expectativa razonable de tierra en ninguna parte.

Por supuesto, si permite que la composición planetaria siga siendo la misma que la de la Tierra, el aumento de la presión en el núcleo aumentará la densidad, por lo que la gravedad de la superficie estará en algún lugar al norte de 3 g. No soy competente para calcular el aumento exacto, por lo que alguien más tendrá que completarlo.

Ahora, sobre esos anillos. Supongamos que el sistema Earth3 tiene las mismas proporciones que Saturno. Saturno tiene un radio de 9,88 veces el de la tierra, mientras que los anillos se extienden desde 6600 a 121 000 km sobre la superficie. Al escalar esto al radio de Earth3 (6400 km), se obtienen anillos que se extienden desde 2000 km hasta 37 000 km sobre el ecuador.

No he podido encontrar la reflectividad de los anillos de Saturno, pero supongamos que es del 100 % para ángulos de incidencia inferiores a 30 grados. Si Earth3 tiene una inclinación orbital igual a la de la Tierra (23 grados), está claro que el invierno será feroz, ya que los anillos sombrearán gran parte del hemisferio durante el invierno profundo. La extensión "vertical" de la sombra del anillo será

$$x = 37000 km \times \sin{23} = 14,500 km$$ que, en comparación con un radio de 19.200 km, da una sombra completa a $$\theta = cos^{-1}(\frac{14,500}{19,200}) = 41 degrees$$ Dado que esto es virtualmente todos los trópicos (excepto un cinturón de aproximadamente 2000 km al norte o al sur del ecuador) y gran parte de la zona templada (especialmente las partes más cálidas), la intensificación de las temperaturas invernales debería ser bastante severa.

Finalmente, las lunas. Meh. Si la Tierra3 es como Marte, con pequeñas lunas diminutas, obviamente no habrá mareas de las que hablar, aunque a menudo se especula que la existencia de charcos de marea es una posible fuente de las primeras formas de vida. Dos grandes lunas con mucho del efecto de la Luna sugieren que las dos se orbitan entre sí, pero sospecho que esto es difícil de justificar en términos de la mecánica de formación.

En general, cuanto más grande es el planeta, mayor es la gravedad. Si la densidad se mantiene constante, entonces esta es una relación lineal, con el doble de la masa resultando en el doble de la fuerza gravitatoria.

Dicho esto, dependiendo de qué tan difícil sea su ciencia, puede manipular esto disminuyendo su densidad. Un planeta menos masivo tendrá menos fuerza gravitatoria en su superficie que un planeta más masivo del mismo tamaño.

La velocidad de rotación también se puede utilizar para jugar con la aparente fuerza gravitacional hacia el ecuador del planeta. Nuevamente, el grado en que puede usar esto dependerá de qué tan difícil sea su ciencia.

Los anillos y las lunas no tendrán ningún efecto sobre la gravedad de la superficie.

Si un planeta está ubicado en la zona goldilloc, no le otorga automáticamente el estatus de habitable. Por ejemplo, no podemos habitar un gigante gaseoso en la zona Goldilloc con seguridad.

En segundo lugar, hasta ahora no ha habido sistemas lunares con lunas que giren una alrededor de la otra y del planeta. No creo que jamás se descubra una variedad tan inestable de un sistema lunar.

Para hacer un planeta habitable, necesitas algunos requisitos previos muy básicos:

• presencia en la zona goldilloc

• presencia de un gran cuerpo de agua para regular las temperaturas

• algo parecido a la capa de ozono para absorber los rayos X mortales y la radiación ultravioleta

• oxígeno en la atmósfera para respirar (para la vida tal como la conocemos )

Solo con estos prerrequisitos muy básicos disponibles, puede pensar en las cosas adicionales requeridas para la vida (antes de aventurarse en la posibilidad de una vida grande e inteligente como los mamíferos).