¿Cuál debe ser el tamaño de mis lunas?

(No estoy completamente seguro de si este es el lugar correcto para preguntar esto, ¡pero espero tener razón!)

Estoy escribiendo una novela y el planeta en el que se desarrolla esta novela tiene dos lunas gemelas de aproximadamente el mismo tamaño. La idea aquí es que las estaciones se dividen por la venida y el paso de las lunas; esencialmente, están determinadas por la ubicación de cada luna en el cielo nocturno en relación con el sol. Como resultado, el ciclo de cada luna tiene aproximadamente la duración de un año completo, que en sí mismo tiene una duración de ~350 días.

Además, los días tienen más o menos la misma duración que los de la Tierra. No quería cambiar demasiado en caso de que estuviera alterando mucho más de lo que sé. Las estaciones a las que me refiero aquí simplemente coinciden con las posiciones de la luna, por lo que la población cree que las posiciones de las dos lunas son las que causan el cambio de estaciones.

Para tener ciclos lunares tan largos, y dos lunas, ¿cómo haría los cálculos para sus masas/tamaños/composición mineral? Al menos, ¿a qué distancia hipotéticamente deberían estar las lunas para no hacer que el planeta sea inhabitable? ¿Y cómo podría afectar esto a la gravedad en el planeta, es decir, es esto posible?

Pero las estaciones están determinadas por la duración del día del planeta, no por la luna.
¡Bienvenido a Worldbuilding.SE! ¡Nos alegra que pudieras unirte a nosotros! Cuando tenga un momento, haga clic aquí para aprender más sobre nuestra cultura y hacer nuestro recorrido . Las estaciones son el resultado de la inclinación axial del planeta y su órbita alrededor del sol. Las mareas son lo que controlan las lunas. Las órbitas podrían diseñarse de modo que al observador no entrenado le parezca que las lunas son las responsables (es decir, la coincidencia), ¿sería eso suficiente?
Olvidé mencionar eso: los días son más o menos de la misma duración. No quería volverme loco todavía. Las estaciones a las que me refiero aquí simplemente coinciden con las posiciones de la luna, por lo que la población cree que las posiciones de la luna = estaciones.
¡DE ACUERDO! Haga clic en el enlace "editar" debajo de su pregunta y aclare eso. Eso ayudará enormemente. Lo que está buscando específicamente es cómo hacer que una luna orbite un planeta de tal manera que su apariencia en el cielo se corresponda con las estaciones. Esa es realmente una pregunta interesante.
¡Gracias, lo haré! Y sí, eso es esencialmente lo que quiero decir.
"El ciclo de cada luna": ¿quiere decir que cada luna tiene un período de ~ 350 días, o el ciclo combinado de las lunas solo se alinea cada ~ 350 días?
Me refiero a lo primero, donde cada luna hace una rotación completa en ese lapso de tiempo.

Respuestas (3)

Respuesta corta, lo que estás pidiendo es básicamente imposible.

Respuesta más larga, aquí está la razón por la cual. Pero hay algo que posiblemente podría dar una situación algo similar.

El tercer párrafo de la sección 2 del artículo "Habitabilidad de la luna restringida por la iluminación y el calentamiento de las mareas" dice:

Se ha demostrado que la mayor duración posible del día de un satélite compatible con la estabilidad de Hill es aproximadamente P p/9, siendo P p el período orbital del planeta alrededor de la estrella (Kipping, 2009a).

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549631/ 1

Eso es en el caso de un satélite natural bloqueado por mareas en su planeta, de modo que el mes y el día del satélite tienen la misma longitud. Eso significa que un satélite natural o una luna con una órbita estable tiene que orbitar el planeta al menos 9 veces en cada año del planeta.

Entonces, un satélite natural que orbita el planeta con un período orbital o mes igual a la duración del período orbital del planeta alrededor de su estrella, o año, no tendrá una órbita estable y probablemente escapará de la gravedad del planeta y orbitará la estrella de forma independiente ( y posiblemente colisionar y devastar el planeta más tarde) muy pronto según los estándares geológicos. Para cuando las formas de vida multicelulares vivan en el planeta, o la vida inteligente evolucione, o el planeta desarrolle una atmósfera de oxígeno y nitrógeno respirable para los humanos, la luna habrá desaparecido hace mucho tiempo.

Esta es la fuente que el artículo citado da para la declaración:

Efectos de temporización de Kipping DM Transit debido a una exoluna. Mon No R Astron Soc. 2009a;392:181–189.

https://arxiv.org/abs/0810.2243 2

Entonces, si las ecuaciones de estabilidad orbital son correctas, ninguna de las lunas puede orbitar el planeta con una órbita de un año. No importa si el año del planeta es 1 día terrestre o 500 años terrestres, la luna exterior con el mes más largo debe orbitar el planeta al menos nueve veces por año planetario, y la luna interior con el mes más corto debe orbitar más veces que la exterior. luna.

Pero no todo está perdido. Hay algo llamado período sinódico. En el caso de dos satélites de un planeta, su período sinódico podría ser el tiempo entre momentos sucesivos en los que los satélites se encuentran en la misma posición entre sí. Podría ser el tiempo entre momentos sucesivos cuando el satélite interior está 90 grados por delante del satélite exterior, o el tiempo entre momentos sucesivos cuando el satélite interior eclipsa al satélite exterior, por ejemplo.

El período sinódico puede tomar muchas órbitas de los dos satélites hasta que regresen a la misma posición (relativa).

Hay cuatro estaciones astronómicas en la Tierra, aunque varias regiones pueden tener diferentes números de estaciones climáticas por varias razones. Pero si su planeta ficticio como una inclinación axial como la mayoría de las regiones de la Tierra en las zonas templadas debería tener cuatro estaciones, primavera, verano, otoño e invierno.

Entonces, si las dos lunas tienen períodos sinódicos de la duración adecuada, podría haber cuatro períodos sinódicos por año, y los nativos del planeta podrían pensar que los períodos sinódicos que coinciden aproximadamente con el cambio de estaciones de alguna manera causan el cambio de estaciones.

Parece probable que dos grandes lunas estén en resonancia orbital, como la resonancia 1:2:4 de Ganímedes, Europa e Io alrededor de Júpiter.
¡Gracias por la respuesta extremadamente detallada! Pensaré más sobre este tema y cómo podría cambiar mi concepto.

Lo que está buscando es un período sinódico (observado en relación con un objeto, como el sol) para una luna que tiene un año. Por la forma en que funciona el movimiento, las lunas tienen un período orbital de medio año.

Con un período de 175 días y la Tierra, eso le da a sus lunas un semieje mayor de 1,32 millones de kilómetros, en comparación con los 0,384 millones de kilómetros de nuestra luna. Para que sus lunas tengan el mismo tamaño aparente que nuestra luna (~30 minutos de arco), deben tener un radio de aproximadamente 6000 km. Esto es casi del tamaño de la Tierra.

Este no es un problema insuperable. La solución más simple es reducir la densidad (el albedo deberá aumentarse para que las lunas sean visibles de todos modos, mientras las modificamos). La estimación más razonable para el planeta menos denso es 0,7 g/cm3, aproximadamente 1 /8 de la densidad de la Tierra, encontrado para Kepler 253b. Esto pone el 80% de la masa del planeta, lo que debería resultar en un sistema estable. No sabemos de qué está hecho el 253b.

Tus lunas van a ser un par binario, siempre apareciendo cerca una de la otra en el cielo, o compartirán órbitas de herradura como Epimeteo y Jano. Esta respuesta tiene más detalles sobre ese tipo de cosas.

¡Gracias por la respuesta! No estoy seguro si quiero que mis lunas se muevan de esa manera, pero si es la única opción, quizás deba considerarlo.

Sospecho que el tamaño de las lunas, o su masa, no importan en el tiempo que tardan en orbitar, siempre que sean sustancialmente más pequeñas que el planeta principal. Me parece recordar de física universitaria que la masa se cancela en las ecuaciones orbitales.

Algo así como medir cuánto tardan las cosas en caer en la atmósfera: la bola de boliche cae a la misma velocidad que la canica y la tonelada de ladrillos cae a la misma velocidad que la tonelada de plumas.

¿Cuál debe ser el tamaño de mis lunas?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v