¿Cuál es la viabilidad de un planeta que gira sobre dos ejes?

Soy un guionista que trabaja en una historia de ciencia ficción. Lo mejor que puedo me gusta reconciliar mis lugares imaginarios dentro de las limitaciones de la realidad. Aquí está mi problema:

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Kettrah es, en su mayoría, un planeta bloqueado por mareas, lo que significa que gira sobre un eje en el mismo tiempo que tarda en completar su órbita. Sin embargo, este planeta es diferente en el sentido de que también gira mientras está bloqueado por mareas. Así, el polo norte está fijado a la estrella y el planeta gira alrededor de ese eje mientras que el polo fijado se mueve sobre su propio eje para mirar siempre hacia la estrella.

Si tienes problemas para imaginarte esto: imagina a Urano, pero con un polo siempre mirando hacia el Sol.

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Mis preguntas son:

¿Puede un planeta tener dos ejes de rotación?

Si es así, ¿hay alguna manera de unir un polo a una estrella?

¿Está esto relacionado con esta respuesta ?
Entonces, si entiendo esta respuesta correctamente, ¿entonces un planeta no puede girar sobre dos ejes sin energía adicional?
Consulte physics.stackexchange.com/questions/19201/… . Específicamente, "el teorema de rotación de Euler garantiza que cualquier rotación de un objeto rígido se puede expresar como una rotación alrededor de un solo eje". Sin embargo, consulte también math.stackexchange.com/questions/44696/… .
Necesitarías torque. Como un giroscopio precesando mientras gira . Quiero decir, la Tierra lo está haciendo parcialmente debido a la gravedad.
Entonces supongo que la pregunta que tengo sería qué tan no uniforme o no esférico tendría que ser el planeta para tener una rotación más compleja.
Una buena descripción de lo que quieres podría ser el planeta Urano , pero con el Norte (o Sur) siempre apuntando al sol.
Samuel, Sí, eso es más o menos lo que estoy buscando. Editaré mi publicación para simplificar las cosas.
Sé que los objetos más pequeños como los asteroides pueden tener una rotación compleja, ¿es simplemente porque tienen una forma irregular? ¿O puede un planeta semiesférico exhibir también la misma rotación?
@JoshBelmont Bueno, considere el diagrama de Urano. La única forma de que el polo continúe apuntando al Sol es que algo lo jale. No estoy seguro de cuán grande o rápido tendría que ser, pero creo que una luna en órbita podría hacer que el planeta gire. Sin embargo, una luna en una órbita polar no es algo que se forme naturalmente, tendrá que ser capturada por el planeta.
Sí, eso funcionaría. Eso, combinado con el bloqueo de marea de la estrella, ayudaría a mantener ese polo frente a la estrella. ¿Crees que esto también podría solucionarse con un núcleo indiferenciado con un poco de material más pesado cerca del polo norte? ¡Gracias por agregar ese diagrama por cierto!
@JoshBelmont Nuevamente, no estoy seguro, pero el núcleo asimétrico podría ayudar. La luna estará orbitando el centro de masa y tendrá mayores fuerzas de marea en el lado sur a medida que pasa más cerca.
He visto un asteroide cayendo sin razón por la que no se puede aplicar al planeta.

Respuestas (3)

Sí, esto es posible; la rotación que mantiene el polo apuntando hacia la estrella se consideraría precesión . Si este planeta estuviera en una órbita cercana alrededor de una estrella enana roja, estaría lo suficientemente cerca como para bloquearse por mareas y la gravedad proporcionaría el par necesario, mientras permanecía en la zona habitable de la estrella.

¡Gracias a Monty Wild y especialmente a @Samuel por ayudarme a resolver esto! Tomaré la sección de respuestas extremadamente escasas en el sentido de que este tema se puede debatir en ambos sentidos. Pero debatido significa plausible, y eso es algo muy bueno. Núcleo torcido con una luna grande en órbita polar alrededor de una estrella enana roja para que preceda. ¡Eso es de lo que estoy hablando! Considere esta respuesta.
Estoy en desacuerdo. Los ejes de precesión no seguirán el movimiento del sol, pero serán mucho más lentos, tomando muchas órbitas para dar la vuelta. Esto no será estable: el planeta formará un pozo y el eje se desplazará hasta que sea un bloqueo normal de la cara de marea.
@JDługosz La precesión no tiene que ocurrir a una velocidad específica; en principio, podría ocurrir exactamente en una órbita. Un golpe de suerte de otro cuerpo planetario, antes en la historia del sistema, podría haberlo puesto a girar así... Creo que es poco probable, pero no imposible. youtube.com/watch?v=ty9QSiVC2g0
@JoannaMarietti, la precesión ocurre a una velocidad específica determinada por el par aplicado. No es "puesto a girar" por algún evento anterior, sino que requiere una aplicación continua de fuerza. Esto normalmente se debe a los efectos de las mareas contra la protuberancia del ecuador e implica un cambio en el momento angular. Su propuesta tiene un error de 3 o 4 órdenes de magnitud y no es un valor razonable, y nunca duraría con un valor alto.
El video: sí, demostración de una rueda de bicicleta en la clase de física de primer año. Sé lo que es la precesión, entonces, ¿qué se supone que debe agregar eso? Notará en la demostración que la gravedad fuera del centro es la fuerza impulsora en este caso, y conducirla hace que la rueda caiga con el tiempo y (más difícil de decir) causa fricción contra los cojinetes del eje. Se agota ya que se trata de un proceso de disipación. Dada la demostración de la rueda, ¿cómo crees que un buen golpe haría que precediera a un ritmo diferente? ¿Sabes qué determina la tasa que ves? …
…¿es razonable suponer que algún pequeño ajuste haría que la precesión fuera diez mil veces más rápida? ¿De dónde vendría la energía para hacer que su inercia rotacional permitiera que el eje de rotación se desplazara? Recuerda que la precesión no es girar (continuar en movimiento natural como la velocidad) sino aceleración .
Entonces, ¿estás diciendo que, en el espacio vacío, sin una aplicación continua de torque, no hay forma de que un objeto gire así? Veo lo que dices sobre la gravedad fuera del centro.
@JoannaMarietti Lo hay, pero es a través de la precesión del eje de rotación, no del eje del momento angular. Es un efecto completamente diferente descrito en la sección sin torque del enlace wiki.

No

Un objeto que gira sin fuerzas externas sobre él tendrá un vector de momento angular estacionario. Para tener una precesión de este vector de momento angular, se debe aplicar un par. Este par agregado (integrado) con el tiempo se sumará al vector de momento angular actual para dar el nuevo vector de momento angular. Para que el vector de momento angular siempre apunte hacia (o alejándose) del sol, el par aplicado tendría que ser lo suficientemente fuerte en magnitud como para detener la rotación del planeta en un cuarto de año. Eso podría no ser tan malo, excepto que la dirección en la que el torque sería bastante difícil de lograr. Si considera que el eje de movimiento del planeta alrededor del sol es hacia arriba, entonces el par de torsión debería estar empujando la parte inferior del planeta y tirando de la parte superior. Desafortunadamente, dado que el planeta está girando,

Pero hay otro tipo de precesión, una precesión libre de par en la que el eje de rotación instantánea cambia mientras que el eje de momento angular permanece estacionario. Sin embargo, esto tampoco podría producir el movimiento deseado ya que los dos ejes no pueden apuntar en direcciones opuestas (o incluso ser perpendiculares), pero en el movimiento descrito, el eje de rotación apunta en una dirección completamente opuesta cada medio año.

No creo que sea posible lograr esto para un planeta que orbita una estrella. Pero, en efecto, podría lograr esto con una luna que está bloqueada por mareas a un planeta, que orbita en una órbita sincrónica con el sol . Esto requiere un planeta de rotación rápida (por lo que tiene una fuerte protuberancia ecuatorial). Para la Tierra no es posible (todas las órbitas sincronizadas con el sol se encuentran dentro del límite de Roche), pero para un planeta similar a Júpiter, en principio, podría funcionar. La masa de un gigante gaseoso permitiría fácilmente una luna del tamaño de la Tierra.

Tenga en cuenta que una luna en una órbita casi polar tan específica es bastante improbable ... también, el planeta probablemente tendría una actividad volcánica masiva debido a la influencia de las mareas del planeta.

¿Cuál es la viabilidad de un planeta que gira sobre dos ejes?
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