Cómo hacer que funcione una Tierra con 27 soles [duplicado]

Viabilidad de Muchos Soles

Este es el primero de un hilo de publicaciones relacionadas sobre un hipotético universo alternativo/plano de luz.

Otras publicaciones de este hilo están aquí:

Cómo hacer que funcione una Tierra con 27 soles, segundo intento: estabilidad orbital

(Se actualizará a medida que se soliciten más).

Tengo un sistema estelar heliocéntrico con 27 estrellas que varían en masa desde gigantes azules hasta enanas blancas. También hay algunas estrellas de la secuencia principal incluidas en buena medida. También quiero que exista un planeta como la Tierra en este sistema durante unos 7 mil millones de años. Solo tiene que orbitar una de las estrellas, no todas. Las estrellas pueden orbitar entre sí en anillos concéntricos o en sistemas de tipo binario. Puede reorganizar estos soles, hacerlos del tamaño/tipo/distancia/patrón de órbita que desee, siempre que haya 27 de ellos. No quiero agujeros negros.

Deben estar dentro de 1 minuto luz-5 días luz de distancia. También deben estar en una disposición orbital perfectamente estable.

El planeta debe tener una atmósfera de oxígeno y debe ser sólido. (no es un planeta gaseoso. Núcleo sólido, manto fundido y corteza sólida. Las órbitas deben ser estables a largo plazo y el sistema **debe tener el número especificado de soles. Debe haber al menos una enana blanca y al menos una azul gigante Suponga para todos los efectos que los soles vivirán durante la vida normal.

MI PREGUNTA:

¿Cómo podría ser esto posible? Manipule los soles, el planeta, las órbitas, la disposición de las órbitas, las formas de las órbitas, los tiempos, las distancias, los tipos de sol, la gravedad, el tamaño del planeta, la gravedad del planeta, incluso la gravedad del universo, y agregue o elimine lunas según sea necesario. No sé cómo organizar las estrellas y este planeta de tal manera que pueda obtener la estabilidad a largo plazo que busco. ¿Pueden organizarse de manera estable y, de no ser así, qué habría que cambiar para que fueran estables?


Nota rápida:

MUY solo respuestas basadas en la ciencia, por favor. Handwavium/unobtanium/es respuestas mágicas NO aceptables. Siéntase libre de agregar/eliminar cualquier planeta cercano y hacer lo mismo con las lunas: siempre que obtenga mi planeta clave. Preferiría tener al menos 1 luna, pero está bien si no puedo tener una. El planeta será bastante blanco/reflectante y tendrá mucho ozono para protegerlo de toda la radiación solar, así como un campo magnético único.

Información adicional:

No te molestes:

Sobre temperaturas. Que se fríe el planeta. Solo necesito estabilidad orbital.

Magnético: esto se dejará para una publicación posterior, pero suponga que el planeta tiene un campo magnético súper poderoso para protegerlo de la radiación de los 27 soles.

Gravedad: manipula como mejor te parezca (sin hacer que la gravedad sea más fuerte). Pero puedes (SOLO SI DEBES HACER QUE ESTE SISTEMA FUNCIONE) hacer que la gravedad sea HASTA cinco veces más débil.

Agujeros negros: simplemente asuma que no hay ninguno. No agregues ninguno. Sin agujeros negros, punto.

Por favor:

Si vota negativamente / VTC'ing, deje un comentario en cuanto a

  • por qué

y

  • exactamente cómo arreglar

Y gracias a Sandbox por su ayuda.

Edición final

Nota para los votantes cercanos/modificadores: Me gustaría que esto se cerrara como un duplicado de " Cómo hacer que una Tierra funcione con 27 soles, segundo intento: Estabilidad orbital " ya que la pregunta se vuelve a hacer y se responde allí, por lo que cualquier persona que visite esta página ser redirigido a la pregunta con la respuesta completa.

Teniendo en cuenta que el problema de los 3 cuerpos es básicamente irresoluble, no sé sobre el problema de los 27 cuerpos... Estoy muy interesado en ver si alguien tiene una buena respuesta científica para esto.
No es una respuesta, y no tengo idea de si es posible, y no hay forma de probarlo, pero estoy imaginando una especie de modelo atómico, donde tienes todas tus estrellas agrupadas juntas, y el planeta está en el exterior orbitando el combinado masa. Podría comenzar con la estrella más masiva en el centro y tener estrellas más pequeñas orbitándola como planetas en un sistema solar. y fuera de ese sistema está el planeta orbitando todo el lío. Puede que tenga que estar bastante lejos.
Parece que lo editó con el único propósito de invalidar las respuestas ya publicadas. Por lo general, esto es "fuertemente desaconsejado" en la red de Stack Exchange y puede dar lugar a votos negativos, reversiones de edición, etc.
@Molot: Gracias. ¿Cómo mejoro mi pregunta sin invalidar las respuestas actuales? Me di cuenta de que partes de mis limitaciones no eran razonables.
Hacer que la gravedad sea más débil hace que el sistema se haga más grande. No podrás restringirlo dentro de cinco días luz. Note también que dadas las energías involucradas, el planeta se vaporizará en segundos, horas como máximo.
Por cierto: me encanta este tipo de preguntas. Es un ejercicio de astrofísica muy divertido. Incluso cuando los escenarios no son científicamente posibles, preguntas como esta son muy buenas preguntas.
A veces, la única forma es aceptar respuestas que digan "No puede ser", y hacer una nueva, comenzando con "Gracias a las respuestas a [enlace de pregunta], estoy haciendo una pregunta similar, con restricciones corregidas".
@Molot: Gracias por el consejo; eso es lo que haré aquí. No se me había ocurrido hacer eso, y estaba pensando en hacer de esto una serie de todos modos.
@Anónimo incluso si sigue el consejo de Mołot, tenga en cuenta que no importa cuánto modifique la física, los requisitos para su configuración no se podrán satisfacer a través de la ciencia. Si debilitas la gravedad, el sistema crece. Hazlo más fuerte y las estrellas necesitarán menos masa para convertirse en Nova. Acabarías necesitando modificar cosas como la velocidad de la luz, la composición de los átomos... Al final tendrías un universo que no se parece en nada al nuestro.
@Renan, aunque no lo mencioné aquí. . . en Sandbox noté que hay diferentes tipos de luz, como luz "pesada" y "rápida". Supongo que tendré que incluirlos. Estaba tratando de tener eso en cuenta en un hilo posterior, pero parece que esta será la única solución.
Creo que lo primero que hay que hacer es mucha más investigación básica sobre Stellar Evolution . El tiempo de vida está muy relacionado con la masa. La formación de algunos de estos objetos podría desestabilizar el sistema orbital, incluso si es posible. Existe una pequeña posibilidad de que se forme un sistema con una gran cantidad de enanas marrones, aunque 27 me parece un número demasiado alto.
Anónimo: puede ser útil hacer una nueva pregunta que describa qué efecto desea lograr y qué configuración astronómica factible puede lograrlo. Supongo que el resultado final deseado es algo así como un planeta similar a la Tierra con 27 soles (u objetos similares al sol) en su cielo, probablemente con colores específicos, ¿tal vez algo aún más específico? Es muy posible que tal cosa se pueda lograr, pero no de la manera que indicaste aquí...
No estoy seguro de si esto es útil, pero: ¿Por qué estás tratando de hacer esto? Esto se siente como un problema xy. ¿Por qué quieres 27 soles? Si es solo para hacer que este sistema sea único/memorable, hay otras formas de hacerlo.
No es por ser una decepción, pero incluso con la más pequeña de las estrellas, ¿no se freiría la Tierra todavía? Y la determinación de la gravedad también sería una pesadilla.
Este es el tipo de cosas con las que puedes jugar en Universe Sandbox (y rápidamente te das cuenta de que no funcionará).
Nota rápida para llamar su atención. Por favor, vea la respuesta que publiqué a continuación. Descubrirá que esta configuración es realmente posible (aunque requiere que todo se coloque en el lugar correcto). La idea que hace que esto funcione se basa en esta publicación de blog: planetplanet.net/2018/03/21/asimov-kalgash-take2
Sí, Sean Raymond ha descubierto una manera de que un extraño sistema solar tenga decenas de estrellas y permanezca sable. Ver su publicación de ayer, sábado 13, 2018.
@ValerioPastore Entiendo su preocupación allí. Es por eso que hice la segunda pregunta de la serie, usando "magia total" pero también un poco de ciencia, para construir el sistema por completo. Y el escenario no es nada irreal: se resolvió en la segunda pregunta. Las bases científicas pueden aplicarse incluso a cosas que no son "posibles".

Respuestas (5)

¿Cómo podría ser esto posible?

No lo haría, por una variedad de razones.

Para que las estrellas coexistan en tal sistema, tendrían que estar dispuestas de forma similar a los planetas de nuestro propio sistema solar. No pueden compartir órbitas: dos planetas que comparten una órbita, incluso en puntos lagrangianos, no son estables en el tiempo geológico. Pero cinco días luz es demasiado apretado. Considere Sagitario A* y sus estrellas en órbita. No hay ni una docena de ellos. La apoapsis de S2 (distancia más alejada del cuerpo principal) está a unos cinco días luz del agujero negro central.

Sagitario A*

Al comienzo de nuestro propio sistema solar, la Tierra y Theia compartieron una órbita durante unos pocos millones de años. Terminó con ellos chocando, lo que resultó en la destrucción de Theia. Los escombros del impacto se convirtieron en nuestra Luna.

Teniendo en cuenta las estrellas, las más grandes podrían expulsar a las más pequeñas del sistema por efecto de la gravedad. Sin embargo, todavía habría muchas colisiones. Si tal impacto ocurriera con estrellas, habría fusiones de estrellas. Dada la cantidad de estrellas y masas involucradas (dijiste gigantes azules), esto podría resultar en la formación de supergigantes, que eventualmente desaparecerán en no más de treinta millones de años como supernovas . Esos son eventos muy enérgicos :

Por muy grandes que creas que son las supernovas, son más grandes que eso.

Aquí hay una pregunta para darle una idea de la escala:

¿Cuál de los siguientes sería más brillante, en términos de la cantidad de energía entregada a su retina?

  • Una supernova, vista desde tan lejos como el Sol está de la Tierra, o

  • ¿La detonación de una bomba de hidrógeno presionada contra tu globo ocular?

La aplicación de la regla general de los físicos sugiere que la supernova es más brillante. Y de hecho, lo es... por nueve órdenes de magnitud .

Nueve órdenes de magnitud significa mil millones de veces mayor. Cada vez que se duplica la distancia, la producción de energía se reduce a un cuarto, pero... a cinco días luz de distancia, aproximadamente a 865 AU, una supernova golpearía cada punto de la superficie del planeta con el poder de más de quince mil bombas de hidrógeno . Y eso es sólo una supernova.

Al final, esta configuración vaporizará el planeta muy rápido. Solo digo.

Editado para aflojar las restricciones. Espero que ayude
Suponga también que las supernovas no se producirán durante varios miles de millones de años más. Lo sé, lo sé, es imposible, pero estamos hablando de estrellas hipotéticamente inusualmente longevas. Solo finge que les estoy canalizando hidrógeno adicional.
@Anónimo si bombeas hidrógeno extra en ellos, simplemente harás que se conviertan en supernovas más rápido. En general, cuanto más masiva es la estrella, más corta es su vida. Además, el aumento de distancia que hizo con su edición de la pregunta es insignificante, dadas las energías involucradas. Lo sentimos, pero no existe un escenario basado en la ciencia en el que esto podría suceder. Si quieres trabajar con este mundo que estás creando, ya sea que estés escribiendo un libro, creando un juego, dirigiendo una sesión de juegos de rol de mesa, la única forma de explicar esto es la magia.
Gracias por el consejo. Voy a aceptar esta respuesta y luego comenzaré una nueva pregunta en esta serie en una versión actualizada de esta publicación.
Le agradecería que interviniera en el nuevo Sandbox (Secespitus publicará uno nuevo pronto) para "Viabilidad de muchos soles (Toma 2)".
@Anónimo Ayudaré lo mejor que pueda.
@Renan Solo por curiosidad ... Si tuviera el poder de crear el sistema y colocar las estrellas en órbitas muy precisas, en lugar de que todo sea aleatorio, ¿hay alguna forma de acercarse a lo que se desea?
@AndyD273 No. No se trata de la disposición de las estrellas, se trata de tener demasiadas cosas para muy poco espacio.
  1. es imposible que un planeta como la Tierra exista en el mismo sistema solar con 27 estrellas, incluyendo al menos una gigante azul y al menos una enana blanca durante siete mil millones de años.

    Por una razón, la Tierra tiene alrededor de 4.600.000.000 años y no tuvo suficiente oxígeno en la atmósfera para ser habitable para los humanos durante más de la mitad de ese tiempo. Así que supongo que quiere decir que el planeta se volverá habitable para los humanos después de que la vida haya evolucionado en él durante varios miles de millones de años y seguirá siendo habitable a una edad de siete mil millones de años.

    Las estrellas de la secuencia principal eventualmente se convierten en estrellas gigantes rojas, aumentando enormemente su luminosidad y tragándose sus planetas internos, y luego se convierten en estrellas enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros estelares. Convertirse en estrellas enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros estelares implica que las estrellas pierdan una proporción significativa de sus masas.

    En el mejor de los casos, se trata de capas de gas y plasma que se expanden desde esas estrellas a grandes velocidades. Es fácil creer que podría resultar en la devastación de todos los planetas del sistema cuando son golpeados por esos caparazones de materia en expansión.

    En el peor de los casos, eso implica que una de las estrellas se convierta en una nova o incluso en una supernova. Cualquiera esterilizaría cualquier planeta con vida y una supernova vaporizaría esos planetas.

    Una gigante azul tendría una secuencia principal de vida de solo decenas de millones de años.

    Por lo tanto, su sistema solar no podría durar siete mil millones de años, sino solo alrededor de 0,001 a 0,01 veces ese tiempo.

    Por lo tanto, la única forma posible de que su sistema solar exista y tenga uno o más planetas habitables (y, por lo tanto, con miles de millones de años) sería si extraterrestres súper avanzados lo ensamblaran a partir de estrellas y planetas preexistentes. Y solo si no les importara cuánto tiempo los planetas permanecerían habitables.

  2. un sistema solar con 27 estrellas probablemente no sería estable durante siete mil millones de años. Los sistemas estelares con una sola estrella o con dos estrellas son muy comunes. Los sistemas estelares con tres o más estrellas son una minoría.

    Los sistemas estelares múltiples con órbitas estables que pueden durar miles de millones de años son jerárquicos, con las estrellas exteriores orbitando a distancias varias veces mayores que las de las estrellas interiores.

    Por ejemplo, dos estrellas podrían orbitar entre sí a una distancia de 0,10 AU, otras dos estrellas podrían orbitar entre sí a una distancia de 0,12 AU y los dos pares podrían orbitar entre sí a distancias que oscilan entre 13,1 AU y 15,4 AU.

    Parece haber dos sistemas septenarios (siete estrellas) conocidos, Nu Scorpii y Ar Cassiopeiae .

    Hay un sitio llamado PlanetPlanet que tiene, entre otras cosas, muchas discusiones sobre sistemas estelares ficticios e imaginarios.

    La última sección del sistema solar tiene publicaciones dedicadas al diseño de sistemas solares imaginarios con la mayor cantidad de estrellas y los planetas más habitables (para los humanos).

    Conducen a la publicación # 6 " Un sistema con muchas estrellas ", que involucra un sistema estelar imaginario con 16 estrellas y 384 a 576 planetas habitables en las zonas habitables de las 16 estrellas (24 a 36 planetas habitables para cada estrella).

    Y la siguiente publicación, " La mayor tragedia en la historia del universo ", describe cómo ese sistema solar se desmoronaría dentro de mil millones de años y la mayoría de los planetas habitables serían destruidos.

    Creo que eso deja en claro que un sistema de 27 estrellas sufriría un destino aún más rápido.

Así que extraterrestres súper avanzados no ensamblarían su sistema de 27 estrellas y pondrían planetas ya habitables y portadores de vida en él si quisieran que esos planetas portadores de vida tuvieran largas historias futuras. Tal vez los extraterrestres súper avanzados construirían un sistema estelar de este tipo para probar si la vida inteligente en algunos de los planetas podría avanzar lo suficientemente rápido como para predecir un desastre y lograr escapar de ese desastre. Puedo imaginar que su sistema solar se creó como una apuesta entre dos seres divinos aburridos.

Incluso si lograras organizar este sistema artificialmente, aún se volvería inestable más rápido de lo que la vida podría evolucionar en un planeta.
@Renan Tal vez los extraterrestres súper avanzados que mueven 27 estrellas para formar un sistema solar que nunca podría formarse naturalmente también moverían planetas de miles de millones de años que ya tienen vida avanzada en ese sistema solar artificial, como dije en mi último párrafo. O los extraterrestres súper avanzados podrían terraformar un montón de planetas en el sistema solar artificial y sembrarlos con formas de vida avanzadas de otros sistemas solares.
Creo que el tiempo entre la colocación del planeta allí y un desastre irreversible oscilaría entre horas y días. Tan pronto como tenga la oportunidad, reinstalaré Universe Sandbox 2 en mi computadora y configuraré este sistema. Creo que en la primera semana veremos que algunas estrellas se alejan del sistema, lo que cambiará todas las órbitas iniciales. En el primer año deberíamos ver una nova.
¡Gracias por los enlaces a mi blog (planetplanet.net)! Pero tenga en cuenta que, de hecho, hay una manera de hacer que este sistema funcione, colocando anillos de estrellas alrededor de un agujero negro muy masivo como en esta publicación: planetplanet.net/2018/03/21/asimov-kalgash-take2 . Escribí una respuesta completa, pero me temo que la gente ya ha renunciado a que esto sea posible cuando no lo es.

Estas restricciones son tan agresivas que resultan ridículas:

27 pozos de gravedad en una órbita lo suficientemente estable como para durar 7 mil millones de años, pero lo suficientemente cerca como para permitir que un planeta los orbite a todos; y tener un planeta en órbita que tenga muy poca variabilidad de temperatura para que pueda parecerse a la Tierra.

La respuesta muy basada en la ciencia es repensar sus limitaciones.

Es posible que pueda tener un sistema solar heliocéntrico con un planeta similar a la Tierra, pero casi con certeza significa que las estrellas tendrán que estar tan cerca que formarán una espiral entre sí mucho antes de que transcurran 7 mil millones de años.

Quise decir que el planeta orbita UNO DE los soles. Gracias por señalar Editaré arriba
Incluso entonces BigK tiene razón, las estrellas lo suficientemente cerca como para ser vistas como soles causarían estragos en la estabilidad orbital de su planeta, y probablemente también lo freirían.
@Mołot a cinco días luz, no, tres días luz, y el Sol debería ser tan brillante como la Luna llena en la Tierra ( mucho más pequeño, por supuesto). Suficiente para leer, pero no más. Ocho horas luz de una estrella G0 y el planeta estaría congelado como Plutón.

A diferencia de las otras respuestas, su configuración ES posible (al menos, la mayor parte de ella). Y, antes de que pienses que estoy loco, mencionaré que soy un astrofísico que trabaja en mecánica celeste y formación de planetas. (por ejemplo, vea mi sitio web aquí ).

Dejame explicar.

Comencemos con los planetas que orbitan alrededor de una estrella. En sistemas como el Sistema Solar, cada planeta tiene su propia órbita y las órbitas sucesivas no pueden estar demasiado juntas o el sistema se volverá inestable (detalles aquí ).

Dos planetas pueden compartir la misma órbita en algunas situaciones. Eso se llama configuración coorbital, y la más común tiene dos planetas en sus puntos comunes de Lagrande 4/5 (ver aquí ).

Puede ir más allá. Los anillos de planetas que están espaciados uniformemente son estables durante escalas de tiempo prolongadas si se configuran adecuadamente (detalles aquí ). Se parece a esto:

imagen de esta publicación de blog: https://planetplanet.net/2017/05/03/the-ultimate-engineered-solar-system/

Hay 42 planetas con la masa de la Tierra a 1 UA que orbitan alrededor de una estrella similar al Sol. Era muy escéptico con esta idea, así que ejecuté simulaciones de miles de millones de años (en tiempo de computadora, por supuesto) y es totalmente estable. Hay algunas restricciones: los planetas deben tener la misma masa (dentro de un anillo dado) y espaciados uniformemente.

Para adaptar esto a su sistema de muchas estrellas, necesitamos agregar 3 ingredientes: 1. Necesitamos hacer que las estrellas sean como los "planetas" al incluir algo mucho más masivo que ellos en el centro; y 2. Si desea diferentes tipos de estrellas, necesitará varios anillos; y 3. Su planeta también puede orbitar la cosa masiva como un asteroide a los "planetas" de las estrellas.

Resulta que ya hice su configuración (más o menos) en una publicación de blog reciente . Puse un agujero negro supermasivo en el centro. Luego coloqué anillos de estrellas análogos al anillo de planetas en la imagen de arriba. Así es como se veía el sistema que construí que era más similar a su configuración:

de esta publicación de blog: https://planetplanet.net/2018/03/21/asimov-kalgash-take2/

Mi objetivo era mantener un planeta a la luz del día constante (como en la historia Nightfall de Asimov). Así que los detalles son diferentes a tu idea pero la esencia es la misma.

Así que aquí está cómo configurar esto. Pegue un agujero negro de 1 millón de masa solar en el centro. Toma tantas estrellas como quieras, pero asegúrate de que haya al menos 7 de cada tipo específico. Haz un anillo de cada conjunto de estrellas, con anillos sucesivos espaciados lo suficiente para mantener la estabilidad (ver aquí ). Lanza tu planeta allí en su propia órbita, entre anillos o interior/exterior a los anillos. O el planeta podría orbitar una de las estrellas en uno de los anillos, si lo prefiere.

¡Y bum, ahí lo tienes! La mecánica celestial puede funcionar bien si la configuras correctamente. Por supuesto, tal sistema sería propenso a romperse si hubiera perturbaciones significativas. Pero si se deja solo, es totalmente estable; para reiterar, lo he comprobado con simulaciones de N-cuerpos.

"Sin agujeros negros, punto". ¿Hay alguna forma de hacer esto sin un agujero negro?
Vaya, me perdí la parte sin agujeros negros. Veamos, está en el límite. Si coloca una estrella muy masiva (digamos, una estrella O de 50 masas solares) en el centro, puede tener anillos apenas estables de pequeñas estrellas rojas (8% de la masa del Sol) con siete estrellas por anillo. Pero no puedes ir más alto en masa estelar sin saltar a una estrella ridículamente masiva que solo podría ser plausiblemente un agujero negro.
Gracias por la info. Como dije anteriormente, estoy modificando la pregunta para publicarla en el nuevo Sandbox (espero que se publique pronto). Agradecería sus comentarios allí. Siéntase libre de responderla una vez que se publique en la página principal.
Dado que el sistema solar se mueve en la galaxia, no es "Por supuesto, tal sistema sería propenso a romperse si hubiera perturbaciones significativas". nunca dado? Su versión altamente simétrica parece funcionar solo en un universo vacío.
SK19 -- no, no es tan frágil. Los encuentros típicos entre estrellas son lo suficientemente distantes como para que no haya ninguna preocupación obvia por perturbaciones externas. Por ejemplo, el Sistema Solar probablemente nunca tuvo otra estrella dentro de unos pocos cientos de Unidades Astronómicas, y ese tipo de distancia no desestabilizaría los anillos.

No va a pasar.

27 estrellas que varían en masa desde gigantes azules hasta enanas blancas. También hay algunas estrellas de la secuencia principal incluidas en buena medida. También quiero que exista un planeta como la Tierra en este sistema durante unos 7 mil millones de años.

Eso es todo: las gigantes azules no viven durante siete mil millones de años . Para poder tener una luminosidad B o A, deben quemar combustible como locos, y no duran.

Puede intentar apuntar a siete millones , y esta parte funcionaría (entonces hay otras dificultades, como otros han indicado).