¿Cómo puedo alargar un eclipse solar total en un planeta similar a la Tierra?

Tuve la suerte de presenciar el eclipse solar total que cruzó los EE. UU. en agosto pasado, pero si bien fue impresionante, también fue bastante corto: duró poco menos de dos minutos en mi ubicación. Me gustaría aumentar la intensidad de la experiencia para una civilización tecnológicamente menos avanzada alargando la duración del eclipse tanto como sea posible.

Veo que los eclipses totales en la Tierra pueden durar hasta aproximadamente siete minutos y medio cuando la Tierra está cerca del afelio, la Luna está cerca del perigeo y el eclipse ocurre cerca del ecuador.

Pero, ¿podemos prolongar esto aún más?

Dado un planeta y una luna más o menos como la Tierra y nuestra Luna, ¿hay modificaciones que podamos hacer en la órbita, el tamaño o la velocidad de rotación de cualquiera de los cuerpos que podrían extender esto, mientras se mantiene un sistema estable?

Mi objetivo es 15 minutos para que una sola ubicación en el planeta sea testigo de un eclipse, idealmente mientras pueda ver la corona del sol. La preferencia es que el eclipse sea causado por una luna en lugar de un gran planeta.

Puntos de bonificación si este eclipse total prolongado puede ocurrir con relativa frecuencia en un área determinada, donde "frecuente" se define como cualquier lugar entre un mes y una década (de modo que una generación de personas experimente múltiples eventos de este tipo durante su vida).

Si no tiene que ser el sistema tierra-luna, solo considere una luna masiva realmente distante, ¿verdad?
Preferiría mantener el radio del planeta "tierra" dentro del 75% -125% de la tierra, si es posible. ¿Qué masa de luna podrías tener antes de que ya no se considere "solo una luna"?
Sí, eso es si usted está en un avión JET volando en cualquier lugar entre 1500 mph a 2400 mph dependiendo de su ubicación, puede viajar exactamente el diámetro de la Tierra si su suerte está en su punto máximo. Por cierto, ¿qué tiene que ver con la construcción de mundos?
Esto se pregunta mejor en Astronomy stack Exchange
@ user6760 Eso no sería para una sola ubicación. Supongo que podría reducir la velocidad de rotación del planeta, pero presumiblemente hay consecuencias por hacerlo demasiado drásticamente.
@ L.Dutch Está fuera de tema en astronomía porque es una pregunta hipotética. Ellos envían esos aquí.
Eso es bastante difícil, intentemos reducir la velocidad de la luna: la velocidad orbital de la luna es, digamos, 1000 m/s, y la energía necesaria para alterar su trayectoria es, digamos, 4 x 10 seguida de 28 ceros. Eso es equivalente a 10 billones* de explosiones Tsar (la versión larga y corta ya no hace ninguna diferencia)
¿A cuánto tiempo te refieres cuando dices más tiempo? Es mejor que lo menciones para que los demás tengan facilidad para responder esta pregunta.
Esta pregunta se está discutiendo en meta .

Respuestas (2)

La forma más fácil y efectiva es acercar la luna al planeta para que tenga un tamaño aparente mayor y obtenga eclipses más frecuentes y de mayor duración.

Estará limitado por el límite de Roche , pero hay un amplio margen como este, ya que el sistema real Tierra/Luna tiene un radio escaso de 34 638 km, mientras que la órbita real de la luna está a unos 384 399 km de distancia, que es 21 veces el límite de Roche.

Tenga en cuenta que, a medida que atrae a Moon, obtendrá tres efectos juntos:

  • ocupará una porción más grande del cielo (los eclipses durarán más y ocurrirán con más frecuencia)
  • parecerá moverse más lento (si todavía está fuera de GEO, de lo contrario, su velocidad aparente aumentará nuevamente, en la otra dirección) (los eclipses durarán más)
  • las olas de marea serán mucho más altas (la situación puede volverse inestable si la Luna está demasiado dentro de GEO debido a la disipación de energía de las mareas que la atraen hacia la Tierra).

Creo que su mejor apuesta sería tener una luna cerca de GEO que tenga olas de marea bastante altas que se muevan muy lentamente.

Acerca de la frecuencia del eclipse: esto depende estrictamente del ángulo entre los planos orbitales para los sistemas Sol-Tierra y Tierra-Luna; si este ángulo es menor que el tamaño aparente de la luna, entonces tendrás un eclipse en cada fase de "Luna Nueva".

Si nos dice su objetivo, podemos intentar calcular si es compatible con la física orbital.

Editar :

Intentaré calcular los parámetros exactos (no estoy familiarizado con las matemáticas orbitales, por lo que podría demorar un poco); en términos cualitativos lo que creo que podemos hacer es:

  • partir del sistema "real" Tierra-Luna-Sol.
  • acerque la luna al planeta (por lo que su movimiento aparente será más lento; necesita aproximadamente la mitad de la velocidad aparente; nota : los "meses lunares" serán en consecuencia más largos).
  • reduzca el diámetro de la luna para que su tamaño aparente permanezca igual (~= .5°; necesario para ver la corona del Sol).
  • reduzca el ángulo entre el plano orbital del planeta y el plano orbital de la luna para que tenga un eclipse en algún lugar de cada "luna nueva" (este ángulo debe ser menor que la dimensión angular de la luna ~= .5°).
  • Evitaría modificar demasiado la velocidad de rotación del planeta (cambiaría la duración del día).
  • No tengo idea (sugerencias bienvenidas) acerca de cómo calcular los efectos de los cambios en las ondas de marea (acercarse aumentaría el efecto, pero la reducción del satélite lo disminuiría; el cuadrado/cubo podría aplicarse ya que la gravedad disminuye con el inverso del cuadrado, mientras que la masa es un cubo de dimensiones y podemos asumir s i norte α ≃ α )
Si acercas la luna, también se moverá más rápido en el cielo.
@ L.Dutch: no, la luna actualmente está "retrocediendo" ya que el movimiento rotacional de la Tierra es "más rápido" que la velocidad orbital; a medida que lo acerque, parecerá que disminuye la velocidad en el cielo, a pesar de que en realidad se mueve "más rápido" contra el sistema de referencia de estrellas fijas. Cuando esté en GEO, aparecerá fijo y luego comenzará a moverse nuevamente en la otra dirección (de oeste a este).
@ZioByte He actualizado con algunos objetivos de tiempo. El objetivo es arrastrar el eclipse para una sola ubicación. Apuntar a un eclipse que dure 15 minutos, idealmente mientras todavía muestra la corona del sol.
Si aumenta el tamaño aparente de la luna, no obtendrá el mismo tipo de eclipse total, es decir, con la luna enmascarando al sol para que vea la corona, etc. Solo tendrás un período de oscuridad.

Hay varias maneras en que esto se puede lograr:

  • Primero, puede hacer que la velocidad de rotación del planeta sea muy lenta y la velocidad de revolución de la luna lenta para lograr este efecto. Pero no creo que si haces eso puedas tener un eclipse solar por mucho tiempo. Además, si haces esto, significará que las horas en un día para ese planeta aumentarán severamente. Y también es muy poco probable obtener este efecto una y otra vez para que una persona pueda experimentarlo en un intervalo de un mes. Una década es más un intervalo de tiempo razonable.

  • En segundo lugar, puede obtener este efecto haciendo que los planetas se coloquen frente al planeta. Nota: el planeta que viene al frente tiene que ser lo suficientemente grande como para causar un eclipse solar porque los planetas tienen una gran distancia entre ellos. Entonces, un planeta del tamaño de The Planet (donde está ocurriendo el eclipse) que viene frente al planeta no funcionará. Por eso Mercurio no provoca un eclipse solar cuando se interpone entre el sol y la tierra, pero si saturno o júpiter se interponen entre el sol y la tierra podría provocar un eclipse solar. Además, al usar este proceso, puede obtener el eclipse solar muchas veces. Solo haz que diferentes planetas se presenten frente a él una y otra vez.

Espero eso ayude.

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