¿Cuántos planetas del tamaño de Marte pueden formarse y permanecer estables en la zona habitable de una estrella similar al Sol?

Por tamaño de Marte me refiero a masas entre 0,10 (M ⊕ ) y 0,25 (M ⊕ ), los planetas deben tener órbitas independientes alrededor de la estrella. Podemos suponer que la zona habitable se extiende desde 0,70 AU hasta 1,5 AU para una estrella tipo G típica como el Sol. No sé si agregar un gigante gaseoso al sistema causará inestabilidades, pero creo que son importantes para perturbar a los cometas y otros volátiles a los planetas terrestres.

No tengo idea de la respuesta real, pero aquí hay una simulación con la que puedes jugar. stefanom.org/spc
No puedo calcularlo ahora, pero me atrevo a decir que para una estrella similar al Sol no puedes obtener resultados muy diferentes. Una estrella similar al Sol se formaría a partir de un disco similar al sistema solar, dejando un disco protoplanetario similar... Supongo que 4. más o menos.
Me las arreglé para encontrar un generador de sistema planetario interesante llamado StarGen. Aunque todavía no he podido generar lo que quiero, tampoco estoy seguro de cuán precisos son los sistemas. Si alguien quiere probarlo aquí está el enlace, fast-times.eldacur.com/StarGen/RunStarGen.html

Respuestas (2)

0,7 a 1,5 AU?

Venus tiene 0,72 UA, la Tierra tiene 1 UA y Marte tiene 1,52 UA. Entonces, a juzgar por nuestro sistema solar, son posibles 3 planetas.

Los cuerpos más pequeños en un planeta estelar L4 y L5 son estables si los cuerpos más pequeños tienen 1/25 de la masa (o menos) del planeta más grande. Y 0,04 (M⊕) se encuentra por debajo del límite de 0,10 (M⊕) que sugiere. A menos que el planeta más grande tenga 4 veces la masa de la Tierra, entonces podría tener un troyano posterior del tamaño de Marte, así como un troyano principal.

¿Un planeta 4 veces la masa de la Tierra desestabilizaría a los otros planetas dentro de la zona habitable de Ricitos de Oro? Lo siento, no lo sé. Si es posible una supertierra, podría ver una supertierra con dos troyanos del tamaño de Marte, así como otros dos cuerpos del tamaño de Marte en otras órbitas centradas en estrellas. Así que mi suposición es que hasta 4 cuerpos del tamaño de Marte y una súper tierra son factibles dentro de la zona Goldilocks de una estrella como el sol.

Editar: JDługosz sugirió que los planetas dobles son posibles. Creo que esto es cierto.

Así que creo que 6 son posibles. Aquí hay una foto:

ingrese la descripción de la imagen aquí

A 1,5 AU hay una supertierra con una luna como Marte. También en 1,5 AU hay dos troyanos del tamaño de Marte.

A 1 UA hay un solo cuerpo del tamaño de Marte. Quiero mantener a este tipo pequeño para que no desestabilice a los súper troyanos terrestres.

A 0,7 AU hay un planetoide doble, cada uno del tamaño de Marte. Esto podría estar lo suficientemente lejos de la órbita de 1,5 AU como para que un planetoide doble más masivo no desestabilice a los troyanos.

Hablando de lunas del tamaño de Marte, eso plantea la posibilidad de uno de mis escenarios favoritos: un gigante gaseoso en órbita similar a la Tierra (GIELO) y una luna similar a la Tierra (ELM). Hablo de GIELO y ELM en mi publicación de ZRVTO .

¿Troyanos de supertierra? Pensé que eran todos del tamaño de Marte.
La supertierra y su luna del tamaño de Marte deben tener una masa total de 25 veces (o más) masiva que cada masa troyana. O bien, los troyanos L4 y L5 no están en una órbita estable.
Ok, me perdí eso; Pensé que el principal era un Gigante.

Basado en la serie de ensayos Building the Ultimate Solar System , me viene a la mente uno de sus "súper" sistemas.

3 órbitas estables de diferentes radios. Tal vez necesite un espacio más amplio si hacemos más trucos, pero puede empujar el extremo más alejado de la zona mediante el uso de efectos de invernadero.

Cada órbita puede contener 2 cuerpos separados por 60°, estando en los puntos troyanos de cada uno.

O bien, ¡cada cuerpo podría ser en realidad un planeta doble! Así que eso es de 6 a 12 cuerpos.

La presencia de planetas gigantes adicionales arruinará eso. La variación de HopDavid usa un gigante con una luna habitable para obtener 3 en una órbita, pero eso significa que las otras órbitas no pueden compartir tanto y todavía me preocupa que se aumente la excentricidad. Así que deshazte del gigante por completo y coloca de 2 a 4 cuerpos de Marte en cada órbita.

Los troyanos de más de 1/25 de masa no son estables. Además, un planeta en una órbita de órbita vecina puede desestabilizar a los troyanos. Júpiter puede aferrarse a sus troyanos porque es la gran rana en el pantano de nuestro sistema solar. Entonces, en mi opinión, dos troyanos máx. Los planetas dobles no son una posibilidad que haya considerado. Podría editar mi respuesta para reflejar esa posibilidad.
Ok, releo el artículo. La parte 4 no está clara por sí sola, pero en la parte 5 las ilustraciones/ejemplos indican que 2 comparten una órbita, no 3, de cuerpos de igual masa.
¿Qué quieres decir con "gigante"? Un Saturno o un Júpiter indudablemente desestabilizarían las órbitas inferiores. ¿Pero algo de 4 masas terrestres? Posiblemente, pero por el momento apuesto a que 4 masas terrestres a 1,5 UA no serían tan destructivas.
¿Cuántos planetas del tamaño de Marte pueden formarse y permanecer estables en la zona habitable de una estrella similar al Sol?
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