Creando "Sunfall" en la luna de un gigante gaseoso

Estoy intentando descifrar la física orbital de un sistema que tiene un cuerpo habitable que tiene períodos intensos de luz solar creciente y menguante. He llegado a la suposición de que el mejor cuerpo para que esto suceda sería la luna de un gigante gaseoso, ya que puedo usar el gigante gaseoso para proteger periódicamente al planeta de las estrellas.

Esto no es algo en lo que sea un experto en absoluto, así que espero ayuda para descubrir qué se necesitaría para que este escenario sea posible. Si es posible en absoluto.

Así que aquí hay mucha información sobre qué tipo de sistema estoy pensando, se agregarán más detalles a medida que surjan.

Goles para la luna:

  • El hemisferio A es habitable todo el tiempo, incluso si el ambiente se vuelve duro a veces, los colonos tienen medios para lidiar con temperaturas de hasta 60-70 grados centígrados. La mayoría de la colonia primaria y los valores atípicos se encuentran dentro de sistemas de cuevas expuestas.
  • La atmósfera es respirable por los humanos.
  • Gravedad dentro del 10% de la Tierra, el tamaño no me importa mucho, pero debería ser compatible con los sistemas de cuevas.
  • Vida básica desarrollada: musgos, hongos, cosas primitivas con hojas, insectos y anfibios. Entonces, el sistema en su lugar tiene que haber sido lo suficientemente estable para permitir el desarrollo de la vida.
  • No es la única luna alrededor del planeta, pero sí la única que ha desarrollado vida y puede sostener a los humanos sin crear hábitats.

Creando "Sunfall"

  • La luna debería pasar por períodos de tiempo, digamos de 100 a 200 años, en los que los humanos y otras formas de vida pueden extenderse al 60-100 % de la luna. Las temperaturas deben llegar a puntos en los que no se requiera ningún tipo de traje ambiental.
  • La luna necesita entrar en períodos de Sunfall de 40-100 años donde se cocinará más del 50% de la luna. Temperaturas sostenidas durante largos períodos de tiempo que provocarán la quema/muerte de la vida vegetal y serían letales para los seres humanos expuestos durante más de 5 a 10 minutos, ya sea debido al calor o la radiación.
  • No se requiere que la caída de sol sea constante, pero dura lo suficiente y ocurre lo suficiente como para que no sea factible que la vida regrese hasta que las caídas de sol se detengan, o su frecuencia disminuya hasta cierto punto.

Flexible con:

  • No tiene que ser 100% una luna, simplemente no estoy seguro de cómo harías esto con un planeta... sería una combinación de cosas increíblemente incómoda.
  • El entorno puede ser extremo, pero los humanos deberían poder sobrevivir en la región segura sin mucho equipo.
  • Los colonos están acostumbrados a días extraños y viven en sistemas de cavernas, tienen relojes basados ​​en planetas de origen lejanos, por lo que los períodos de rotación y órbita no importan mientras funcionen.
  • El tipo de estrella, o el tamaño y la composición del planeta padre.
  • Los períodos más fríos pueden ser más largos, pero me gustaría que Sunfall no dure más de 1 o 2 generaciones de humanos.

¿Cómo se vería un sistema para obtener un fenómeno como "Sunfall" en un cuerpo celeste? Si esto no parece posible, también es algo que estoy dispuesto a aceptar y considerar posibilidades alternativas que generen impactos similares en el medio ambiente.

Creo que lo mejor que puedes hacer es poner toda la luna/planeta en una órbita elíptica alrededor del sol. Cualquier órbita estable alrededor del gigante gaseoso pasaría muy poco tiempo comparativamente en la sombra, no las décadas que necesita.
Creo que mi mayor problema aquí es cómo no pasar de Ice Cube a Fireball. Sin embargo, solo tiene una región muy pequeña que puede sostener una población constante, mientras que el resto cambia. El período de "Sunfall" es un factor importante para todo. Una órbita elíptica por sí sola probablemente no haría eso.
Habiendo investigado el concepto de planetas gigantes gaseosos que causan eclipses en lunas habitables, afirmo que no sería adecuado para sus propósitos como se describe en su pregunta. Hice una pregunta similar aquí: worldbuilding.stackexchange.com/questions/148473/… . En resumen, los eclipses más largos entre los gigantes gaseosos y las lunas son del orden de horas, tal vez un día como máximo, si la rotación de las lunas está cerca del ciclo de un día terrestre. Ciertamente lo suficiente como para causar un clima severo durante el día debido a los flujos de aire de enfriamiento, pero nada en la escala que necesita
... continuación Su descripción de "creciente y menguante" coincide mejor con una órbita elíptica, en mi opinión, a pesar de sus comentarios sobre una respuesta relacionada con ese escenario. No estoy lo suficientemente familiarizado con las estrellas variables para saber, con certeza, si sería una mejor combinación, pero he investigado las estrellas lo suficiente como para saber que, en general, las estrellas variables no son amigables con la vida que se desarrolla de ninguna forma (aunque No estoy seguro de que una órbita altamente elíptica sea mejor). Esto podría ser útil en ese frente: worldbuilding.stackexchange.com/questions/9857/…
Los ciclos de día no tienen que estar cerca de la tierra, siempre y cuando se pueda sobrevivir en el planeta. No hay necesidad de las condiciones de la tierra. Al crecer y menguar, tal vez usé mal las palabras. Quiero períodos de calor/radiación solar más bajos y períodos de calor/radiación solar extrema, para que las regiones donde la vida pueda sobrevivir fluctúen dramáticamente en el planeta. Con al menos un área que pueda ser estable. ¿Espero que tenga más sentido?
Trataré de explicar, sin usar un día similar a la Tierra y en su lugar usaré la órbita general de la luna alrededor del planeta como referencia. La luna en mi pregunta tardó un poco más de 1000 horas en orbitar el planeta, y solo 4-6 de esas horas fueron eclipse. Eso es menos del 1% del tiempo. Si bien puede ajustar los parámetros de la órbita y hacer que el planeta sea más grande, de modo que bloquee más luz, obtendrá tal vez un medio por ciento más, como máximo, tal vez 10 o 15 horas, de cada mil, independientemente de cuánto tiempo. el ciclo día/noche es. No será nada más grave que una nevada anormal en junio

Respuestas (2)

En mi cabeza, siento que la forma más fácil de manejar esto es con un sistema estelar binario.

Pon tu planeta habitable en órbita cercana alrededor de una estrella enana . Los planetas lo suficientemente cerca de una enana roja para ser habitables casi con seguridad estarían bloqueados por mareas, lo que resuelve el criterio de "solo un hemisferio es normalmente habitable" en su pregunta. Luego, haz que tu estrella enana esté en una órbita altamente elíptica alrededor de una compañera más grande y brillante.

Hice algunos cálculos y si asumimos una masa de estrella enana bastante estándar (.15 masas solares) con un planeta del tamaño de la Tierra orbitando a una distancia que permitiría agua líquida (.01 AU), el período orbital del planeta alrededor del enana estaría bastante cerca de las 24 horas.

Esto es útil porque también significa que su planeta girará lo suficientemente rápido como para mantener un campo electromagnético adecuado. Durante la mayor parte del período orbital de la estrella más pequeña alrededor de la más grande, su planeta solo obtendrá energía de la enana, y solo en un hemisferio debido al bloqueo de marea. También va a tener mucha flexión de mareas en su planeta, lo que significa mucha actividad tectónica, lo que ayudará a mantener las cosas más cálidas de lo que podrían ser de otra manera.

Entonces. Durante la mayor parte de la órbita del enano alrededor del compañero, su lado 'diurno' será templado en el polo 'este' (el punto directamente frente al enano), desvaneciéndose hacia un clima ártico a medida que se acerca al borde de la superficie iluminada del enano. hemisferio este. Su hemisferio 'occidental' o 'lado nocturno' estará mayormente congelado. Piensa en el invierno antártico.

Sin embargo, a medida que el enano se acerca a su compañero más grande, las cosas comenzarán a calentarse. Tendrás un período gradual en el que todo el planeta comenzará a recibir más y más energía del compañero más grande y, debido al período orbital, comenzarás a tener algo así como un ciclo normal de 24 días/noches que aumentará en intensidad a medida que el enano se acerca más y más a la estrella más brillante. Esto creará su período de habitabilidad global.

En el punto de máxima aproximación, tu planeta recibirá MUCHA más energía del compañero brillante que todos tendrán que regresar a las cuevas hasta que pases el perigeo y el enano comience su viaje de regreso hacia el exterior. Este es su período de 'Caída solar' donde la intensidad combinada de ambas estrellas en estrecha proximidad crea demasiado calor para la comodidad en la superficie.

Luego, tiene una segunda 'temporada' de habitabilidad global a medida que las cosas se enfrían gradualmente, pero el planeta aún recibe la luz del día del gran compañero a lo largo de su órbita.

Después de un tiempo, el enano pasa lo suficientemente lejos del compañero que la energía se vuelve insignificante nuevamente y tienes el largo y frío invierno hasta que vuelve el sol.

Cuanto más elíptica sea la órbita, más tiempo pasarás en la fase de 'invierno', en la que tu planeta solo depende de la enana, y más cortas serán tus fases habitable y Sunfall. Generar el tipo de período de tiempo especificado requeriría un período orbital de la enana alrededor de la estrella más grande de alrededor de 400 años, lo que requiere un semieje mayor de alrededor de 60 AU. A modo de comparación, el semieje mayor de Plutón alrededor del sol es 40 UA. La matemática de cuánto duraría exactamente el período Sunfall en este caso está un poco más allá de mi capacidad matemática, por lo que espero que alguien más llene los vacíos en eso, pero con una órbita lo suficientemente elíptica, los 20-40 años que especificó deberían ser fácilmente posible.

Esta respuesta parece perfecta, iba a escribir la mía también usando una órbita elíptica, pero me di cuenta de que necesitarías una fuente de calor adicional, luego miré tu respuesta y estaba haciendo exactamente eso.
Potencialmente, podría hacer esto usando un gigante gaseoso en lugar de una segunda estrella también, si obtiene suficiente calor del flujo de marea y el gigante gaseoso, etc. para evitar que se congele durante la fase de invierno. Sin embargo, la solución de estrella binaria es menos complicada de configurar con el equilibrio correcto.
@TimB ya estaba en mi mente debido a la OTRA pregunta de ayer con un tipo de problema similar y, sí, podrías hacerlo con un gigante gaseoso, dependiendo de qué tan frío quisieras que estuvieran las cosas durante las fases de 'invierno'. Si lo hicieras de esa manera, el planeta tendría un clima como el de Ganímedes o el de Europa, que no es EXACTAMENTE templado.
Vea la serie Heliconia de Brian Aldiss para un sistema estelar binario que produce casi exactamente la configuración que está buscando, aunque con estaciones algo invertidas: la vida es buena durante el Gran Verano (aproximación cercana a la estrella principal) y muy dura y fría durante el Gran Invierno. .
No soy una gran persona de astronomía, pero por el período orbital, ¿quiere decir que daría la vuelta al enano cada 24 horas, o la parte trasera sería básicamente día / noche en esa duración? Eso funcionaría para mis propósitos. ¿Esto básicamente conduciría a un planeta que básicamente tiene un día eterno en un lado y un ciclo de día y noche en el otro? Debido a que periódicamente no se enfrenta a la segunda estrella si lo entiendo correctamente. Tratando de imaginar cómo estaría funcionando la luz en el planeta con dos estrellas en marcha.
Sin embargo, creo que esto funcionará mejor para lo que estoy buscando. Me encantaría que siguiera siendo una luna y es posible que deba hacer algo que no sea ciencia perfecta, pero el sistema binario parece muy cercano a lo que estoy buscando.

estrella variable.

Tu luna es solo una luna humilde, haciendo cosas de luna. Tu estrella, sin embargo, está de mal humor. Tiene ciclos tenues y brillantes. Es una estrella variable.

Mediciones periódicas de estrellas variables utilizando datos de la AASO

Las estrellas variables son estrellas que varían en brillo con el tiempo. Esto puede ser causado por una variedad de efectos... También hay estrellas variables intrínsecas que son causadas por cambios dentro de la estrella misma. Un ejemplo de esto es una estrella que colapsa periódicamente. A medida que colapsa, la presión en la temperatura dentro de la estrella aumenta, lo que hace que se emita más luz. El aumento de la presión hace que la estrella se expanda hacia afuera, reiniciando un ciclo.

No ha habido observaciones astronómicas precisas durante el tiempo suficiente para determinar si realmente hay estrellas que ciclan con el período largo que desea. Pero las estrellas pueden ciclar y hacer que suceda la caída del sol debido a la estrella misma sería algo bueno y plausible.

Si es la estrella que está a la altura de estos juegos, me podría imaginar que el gigante gaseoso también cambiaría de aspecto de ciclo caliente a frío. Su atmósfera se expandiría a medida que se calentara, seguro. Más energía en la atmósfera también podría causar efectos eléctricos. No creo que esas cosas afecten a una luna en órbita, pero definitivamente podrías verlas suceder desde el punto de vista de la luna.

Esa es una interpretación interesante. Me hace preguntarme si existe la posibilidad de que los efectos eléctricos lleguen a las lunas y qué efecto tendría sobre ellas. ¡Habrá que investigar un poco!
Creando "Sunfall" en la luna de un gigante gaseoso
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