¿Cómo podría un planeta tener un ciclo de día de 40 horas con noches de solo 3 horas?

Sí, pero no de la forma que imaginabas.

Vincent mencionó una pregunta de Worldbuilding que aborda directamente la posibilidad de una órbita en forma de 8. Sin intención de ofender, no creo que ninguna de las respuestas aborde correctamente la pregunta, aunque Vincent puede haber decidido no abordarla porque una pregunta de Física ya la había cubierto, que mencionó en su respuesta, y tenía una respuesta bastante completa. .

Citando a Thriveth en su respuesta allí,

Para orbitar en forma de ocho, debes imaginar que la bola tiene que rodar a través de la cresta entre las dos hendiduras en la parte 3D de la figura. Está claro que esto es posible, pero también es intuitivamente claro que esto solo sería posible para un rango estrecho de energías orbitales (un poco menos y entraría en uno de los agujeros, un poco más y simplemente los orbitaría a ambos). ), y que no sería una órbita estable. La bola tendría que rodar en una órbita en la que pase exactamente el punto de silla central en la cresta (L1) para mantenerse estable, la más mínima imperfección la perturbará aún más lejos de su trayectoria ideal.

Así que tal órbita es posible, pero muy improbable y bastante inestable.

Eso no significa que un planeta no pueda seguir una órbita circumbinaria alrededor de ambas estrellas. De hecho, se han encontrado muchos planetas con tales órbitas. Y significa que tu día de 40 horas y tu noche de 3 horas es posible.

Mire la Luna en el lado derecho de esta animación (no pude separar los dos):

^{Imagen cortesía del usuario de Wikipedia Stigmatella aurantiaca bajo la licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .}

Esta Luna (incorrectamente, nuestra Luna es como la de la izquierda) no gira desde la perspectiva de un observador fijo sobre la Tierra. Aún así, la cara que apunta hacia la Tierra está cambiando constantemente.

Ahora cambia la Tierra a un par de estrellas binarias cercanas y la Luna a nuestro planeta. De hecho, haga que la órbita sea realmente excéntrica , de modo que oscile hacia los confines del sistema. Debido a la segunda ley de Kepler , viaja más rápido cerca de las estrellas. Esto significa que para la mitad del planeta, la noche durará 3 horas y el día 40 horas; para la otra mitad del planeta, la noche durará 40 horas y el día 3 horas. Que yo sepa, no existe una configuración que le permita tener la misma duración de la noche para ambos lados y aún así tener el escenario 40/3.

Con una órbita en forma de 8: sí, pero la duración del día/noche no será constante. Cuando el planeta está entre ambas estrellas, la noche es casi inexistente. Cuando el planeta mira a ambas estrellas en la misma dirección, la noche dura aproximadamente la misma duración que en la Tierra, dependiendo de la inclinación del eje.

Las estaciones estarán determinadas por la posición del planeta en relación con las estrellas y también amplificadas por la inclinación axial del planeta, si la hubiera. Entre ambas estrellas es la más caliente. Cerca de la estrella roja, en el exterior de la órbita es el más frío. Pero no es necesariamente lo suficientemente frío como para ser considerado invierno. Depende de la distancia con las estrellas.

A continuación se presentan algunas soluciones a la pregunta:

Primero, el más simple y realista: orbitas un pequeño planeta muy cerca de su sol y lo giras naturalmente.

Debido a que su planeta es mucho más pequeño que el sol y usted está cerca, los rayos provenientes del lado del sol pueden alcanzar una fracción significativa del lado opuesto de su planeta.

Para verlo: imagina un círculo grande y un círculo pequeño, y dibuja las dos tangentes a esos dos círculos.

Geométricamente, cualquier X con 50% < X < 100% de la superficie de su planeta puede iluminarse dependiendo de la distancia de la órbita y del tamaño del planeta y de las estrellas. En su configuración, desea una X de ~ 90%.

Tenga en cuenta que en 3 dimensiones, una fracción significativa de su planeta recibirá luz el 100% del tiempo (cuando |latitud| > Y ). Pero en el ecuador tendrá su ~90% de desequilibrio día noche.

Otra solución: agregar efectos de atmósfera a un planeta: si tiene una atmósfera reflectante y difusa de la manera correcta, la luz puede rebotar varias veces en ella para llegar a la parte posterior del planeta e iluminarla. (Por cierto, en la tierra, las ondas de radio LW hacen exactamente eso con nuestra atmósfera).

Otra solución: el planeta en forma de rosquilla :) tendrá luz indirecta y sombreada en algunos puntos y al configurar los 2 radios del toroide correctamente, puede especificar el desequilibrio día / noche. Juega con un trazador de rayos para convencerte.

Aquí hay otra solución más: los vientos solares que, al interactuar con el campo magnético del planeta, crean luces polares que iluminan con tanta fuerza que sería de noche.

Otra solución más usando la relatividad general: la diferencia de gravedad entre el lado más cercano al sol y el más alejado del lado del sol significa que los tiempos van más lentos en el lado iluminado, por lo que el día es más largo, pero apuesto a que las fuerzas de marea harían tal escenario poco realista :( :)...