¿Cuál sería la dinámica de un sistema de dos planetas, similar a la Tierra/Luna, pero con ambos cuerpos casi del tamaño de la Tierra?

Investigar una historia de ciencia ficción que involucre un sistema de "planetas gemelos". ¿Es tal arreglo (aunque improbable) físicamente posible? Y si es así, ¿deben estar bloqueados por mareas entre sí, de manera similar a la luna, los días de un mes, etc.?

¿No preguntaste esto ya en Física?
La pregunta sobre Física se puede encontrar aquí .
Hice. Acabo de descubrir este sitio y aprendo sobre la marcha; Encontré la sección de astronomía después del hecho. ¡Mis disculpas por la publicación duplicada!
No hay problema; hay muchas preguntas sobre el tema en ambos sitios.
El sistema Plutón-Caronte es esencialmente de esta forma, reducido. Cuanto más grandes son los objetos, más lejos del sol deben estar para permanecer estables durante largos períodos de tiempo. Las esferas de las colinas se encogen a medida que te acercas al Sol. Y probablemente los quiera lo suficientemente lejos el uno del otro para que las interacciones de las mareas no sean graves. Hubo una pregunta acerca de poner el sistema tierra-luna alrededor de un planeta Júpiter mientras permanecía estable en la zona habitable. La respuesta fue sí, e incluiría los cálculos pertinentes.
^@zibadawatimmy: ¿Por qué no publicas eso como respuesta?
@Takku Porque no me he molestado en encontrar esa publicación o hacer los cálculos. El sistema tierra-sol-venus dice intuitivamente que ciertamente ambos pueden permanecer en la zona habitable, pero si están demasiado lejos en la esfera de la colina, cualquier otro planeta en el sistema solar podría desestabilizar rápidamente las cosas.
No pude encontrar la pregunta Tierra-Luna/Júpiter, pero me enteré de que es probable el bloqueo de mareas, y las sugerencias de Plutón-Caronte son muy útiles: con el día de bloqueo de mareas de Plutón de 6.387 días terrestres y el de 27 días de la Luna día, me pregunto si se podría esperar que los planetas gemelos del tamaño de Venus (digamos) tengan días de duración similar o incluso más larga.
También hay un sitio SE de creación de mundos donde puede recibir algunas respuestas interesantes.
@ Syzygy333 astronomy.stackexchange.com/q/5990/2188 Aquí está la pregunta a la que me refería.
Rocheworld en la novela del mismo nombre de Robert L Forward (también conocida como "El vuelo de la libélula" es un ejemplo cuidadosamente elaborado de esto. Los dos mundos están tan cerca que comparten una atmósfera.

Respuestas (1)

Esta es una pregunta duplicada, pero creo que encaja mejor en la astronomía que en la física. Intentaré responder todos los aspectos de esta pregunta, incluidas las consecuencias.

Primero, ¿es posible? Como ya se ha señalado, es como Plutón y Caronte. Pero, ¿es posible que haya planetas más grandes, del tamaño de la Tierra? Bueno, todavía no encontramos este sistema de planetas, pero el universo es grande. No existe una ley física que prohíba este sistema, podría ser poco probable y muy raro, pero sería posible.

Supongamos que en algún lugar hay un sistema planetario con dos gemelos del tamaño de la Tierra. ¿Cuál sería la dinámica de estos sistemas sobre las consecuencias para los posibles seres vivos en uno de estos planetas?

Una consecuencia es que el centro de gravedad de este sistema estaría entre ambos planetas, si son exactamente del mismo tamaño (misma masa) el centro de gravedad estaría exactamente en el medio de ambos. Eso significa que ambos planetas giran alrededor de este punto (mientras giran alrededor de un sol). Esto daría lugar a algunos efectos como en una centrífuga y daría lugar a algunas apariencias extrañas. El punto de gravedad de nuestro sistema Tierra-Luna ya está desplazado del punto central geométrico de nuestra tierra. Y esto conduce a las mareas. Las mareas en nuestro sistema de doble Tierra serían enormes (suponiendo que al menos uno de estos planetas sea como nuestra Tierra y tenga agua). Áreas completas se cubrirían periódicamente con agua. La mayoría de los seres vivos probablemente serían anfibios. Esto, por supuesto, significa que el planeta rotaría. Al principio, los planetas rotarían pero se desacelerarían entre sí hasta mostrar el mismo lado entre sí. Al igual que nuestra Tierra le hizo a la Luna. La Luna ralentiza continuamente la rotación de nuestra Tierra, pero con su menor masa esto lleva un tiempo. Estos procesos serían mucho más rápidos en el sistema de doble tierra. Pero incluso esto llevaría algún tiempo. Así que sería cuestión de tiempo cuando mires este sistema. Si es un sistema joven, todavía rotarían. Si se trata de un sistema más antiguo, mostrarían el mismo lado entre sí. Así que sería cuestión de tiempo cuando mires este sistema. Si es un sistema joven, todavía rotarían. Si se trata de un sistema más antiguo, mostrarían el mismo lado entre sí. Así que sería cuestión de tiempo cuando mires este sistema. Si es un sistema joven, todavía rotarían. Si se trata de un sistema más antiguo, mostrarían el mismo lado entre sí.

El último punto solucionaría el problema de las mareas, porque el nivel del agua sería estacionario. Pero esto conduciría a nuevos problemas. La duración del día sería todo el tiempo que necesiten para rotar alrededor de su centro de gravedad común. Seré honesto. No estoy seguro de cuánto tiempo sería esto. Para un sistema estable de doble Tierra, la distancia entre ambos planetas sería mayor que la distancia Tierra-Luna. Supongamos que un día en ese sistema tomaría 2 meses terrestres para la simplificación. Esto significaría que durante el día haría mucho calor y durante la noche haría mucho frío. Un lado del planeta se calentaría durante cientos de horas (nuestras horas terrestres) y la otra mitad se enfriaría durante el mismo tiempo. Las temperaturas durante un período subirían y bajarían en grandes pasos. No se conoce ningún ser vivo en la tierra que pueda soportar tanto el calor extremo como el frío extremo en un período de tiempo tan corto. Además, esto conduciría a tormentas muy fuertes y constantes en el área donde se pone o sale el sol, haciendo que vivir allí sea aún más difícil.

Además, su peso (al pisar la báscula de baño) variaría según el lugar del planeta en el que se encuentre. Si estuvieras en el lado que da al otro planeta, serías más pesado que en el otro lado del planeta. Otro punto que sería posible, pero señalaré que no estoy completamente seguro de esto. Los planetas tendrían dificultades para mantener su atmósfera durante un largo período de tiempo debido a la rotación. El lado opuesto tendría una atmósfera más espesa que en los lados (ver mi dibujo).

Bosquejo
(fuente: directupload.net )

En este punto, la atracción gravitacional del planeta también es menor que en cualquier otro lugar. Esto podría ayudar a las moléculas a escapar de la Tierra, en un largo período de tiempo.

El OP no preguntó sobre dos Tierras y todas las implicaciones de esa suposición que implica gran parte de su respuesta. La respuesta corta a la pregunta principal es sí, dos planetas pueden estar en este arreglo. Según su tema tangencial, si la vida existiera en uno o ambos planetas, la evolución le habría dado la capacidad de sobrevivir y prosperar en cualquier entorno en el que se encontrara, caliente/frío, alta/baja gravedad, etc.
Sé que no es tu primera publicación, ¡pero bienvenido a Astronomy! De hecho, creo que abordaste esto bastante bien.
"Constelación" no es la palabra correcta para esto. Una constelación es una agrupación aparente de estrellas en el cielo, o una región del cielo. Creo que reemplazar "constelación" por "sistema" aclararía su respuesta. (Por ejemplo, ya nos referimos al sistema Tierra-Luna o al sistema Júpiter; este último incluye a Júpiter y sus lunas).
@ Tracy Cramer: La pregunta (al menos en el título azul) se refiere a la dinámica de un sistema de dos planetas. Entonces, hablar de mareas, cambios de gravedad, temperatura y posible escape de la atmósfera me parece legítimo, ya que estos son resultados de la dinámica. Las consecuencias mencionadas para vivir en estos planetas son más adicionales y se utilizan para una mejor idea visual de la dinámica. @Keith Thompson gracias, edito mi respuesta.
@solid, no estoy sugiriendo que esta respuesta sea incorrecta, solo que incluye algunas suposiciones que no creo que se deban hacer o si deben señalarlas. Decir "mareas" supone que una parte de la superficie está cubierta por líquido. Decir una "atmósfera de escape" supone tener una atmósfera. La dinámica de la temperatura en esta respuesta asume que la estrella local impulsa las temperaturas de la superficie en lugar del calor interno. No voté en contra porque la respuesta tiene buena información. Siento que hay demasiadas suposiciones sobre las composiciones de los planetas.
Por supuesto, un líquido o una atmósfera son necesarios para estos puntos. La pregunta no mencionó dónde hay agua (o atmósfera) en estos planetas o no. Pero mencionó "investigando una historia de ciencia ficción". No sé muchas historias de ciencia ficción sobre rocas, así que me quedo con eso. No hace falta mencionar cada vez que el agua/atmósfera... son necesarios para... porque es obvio. También siéntase libre de rechazar esta respuesta si cree que está sobrecargada y prefiere una respuesta binaria de sí o no. Creo que es importante ver la imagen completa y que esto todavía está dentro del alcance de la pregunta.
Gracias por la gran respuesta. (¡Me encanta el diagrama, por cierto!) El bloqueo de marea claramente sería problemático para las formas de vida nativas. La parte de la respuesta que cuestionaría es la parte final sobre la atmósfera. ¿Es la sugerencia de que la atmósfera se perdería por la fuerza centrífuga, debido a la órbita del centro de gravedad común? (¿o estoy malinterpretando?)
Si estuvieras en el lado que da al otro planeta, serías más pesado que en el otro lado del planeta. ¿Estás seguro de eso? Así no es como funciona la fuerza de marea.