¿De qué manera podría una luna cambiar de fase según el mes?

La luna (llamémosla Stan Jr.) tiene exactamente doce características superficiales muy distintivas. No está bloqueado por las mareas de Stan, sino que gira increíblemente lento, tan lento, de hecho, que uno y exactamente uno de esos rasgos superficiales altamente distintivos se vuelve visible y uno se oculta exactamente cada treinta o treinta y un días, a excepción de la uno que se vuelve visible u oculto más tarde o más temprano que eso, que es el segundo mes.

La luna orbita a Stan perpendicular a la eclíptica*, por lo que el plano de su órbita gira alrededor de Stan una vez al año. Cuando el avión está en ángulo recto con el sol, la luna siempre está medio llena. Cuando es paralelo al sol, obtienes las fases normales de la luna de la Tierra. En el medio, obtienes una mezcla.

*Al igual que Urano en nuestro propio sistema, sus grandes lunas serían un buen modelo.

La solución más simple sería tener esta luna en órbita alrededor del planeta exactamente una vez al año (el período orbital de la luna alrededor de Stan es exactamente el mismo que el período orbital de Stan alrededor de su sol). Luego trabajas tus meses alrededor de seis períodos crecientes y seis períodos menguantes: menor creciente creciente, mayor creciente creciente, media luna creciente, menguante menguante menguante, mayor menguante menguante, luna llena, mayor menguante menguante, menor menguante menguante, media luna menguante, mayor media luna menguante, media luna menguante menor, luna nueva. De hecho, podrías construir sistemas similares usando muchas proporciones de enteros (la luna completa una órbita cada medio año, cada tres años, cada cuarto de año, cada sexto de año). Da la casualidad de que la órbita de la luna de la tierra es aproximadamente una doceava parte de un año. Obviamente, esto dependería de la distancia de la luna a Stan, y así impactar su tamaño visual y efecto sobre las mareas y demás. Dejaré las matemáticas para otros, ya que eso no es parte de la pregunta.

Una posibilidad alternativa, ya que ha dicho que el planeta tiene múltiples lunas, es tener dos lunas que tengan proporciones enteras entre sí (así como con el planeta). Por lo tanto, si la luna A orbita el planeta cada cuarto de año, y la luna B que orbita cada tercio de año, entonces podrías leer los meses como las manecillas de un reloj: el primer mes ambas lunas están llenas, el segundo mes A está menguando la mitad y B es media luna menguante, el tercer mes A es nuevo y B es media luna creciente, el cuarto mes A es media luna creciente y B está lleno, etc...

Estoy imaginando una luna con fenómenos regulares a nivel de la superficie que serían observables desde Stan. Estas "fases" no estarían relacionadas en absoluto con las fases reales que se refieren a cambios en la iluminación, pero aún podrían dar como resultado una superficie lunar que cambia de apariencia de manera cíclica y regular. Dichos fenómenos podrían ser el resultado de la actividad geológica o biológica: tal vez haya un géiser masivo que entre en erupción cada año y tenga efectos duraderos y predecibles en los patrones climáticos durante los meses siguientes, o tal vez haya una forma de vida que cubra la luna como un alga que florece. cada año y se puede ver desde Stan. Cada año, verás que la luna cambia de color cuando entra en su fase de "floración", que podría continuar cambiando a medida que avanza el ciclo de vida de las algas, repitiéndose finalmente el año siguiente.

No hay nada acerca de estas "fases" (o fases de la luna real) que dividen el año en distintos períodos de tiempo, sería más un continuo de cambio que se divide por conveniencia. Las "fases" derivadas de tales fenómenos tampoco serían tan estables a largo plazo como la mayoría de las órbitas, pero tal vez podrían durar lo suficiente como para que una civilización desarrolle un calendario.

Usa un sistema estelar binario

En la Tierra, la Luna pasa por una única secuencia de fases basada en la luz que incide sobre la Luna desde una dirección, y la Luna orbita alrededor de la Tierra una vez al mes, pero si tuviera que agregar otra fuente de luz, cada mes podría tener una diferente. conjunto de fases que el mes anterior.

Para hacer que cada conjunto de fases sea único para el mes, debe tener la luna en órbita alrededor de un planeta que orbita una estrella que también tiene otra estrella en órbita.

En tal planeta, los años no se medirían por los cambios estacionales de la inclinación axial, sino por los cambios estacionales causados ​​por lo cerca que está el planeta de la segunda estrella; entonces, su verano será cuando Stan esté más cerca de la estrella 2 y su invierno cuando esté más lejos de la estrella 2, y un mes será 1/12 del tiempo que le toma a Stan ir de verano a verano, no 1/12 de el tiempo que tarda en girar alrededor de la estrella.

Esto daría como resultado un ciclo lunar que se parece a esto:

Stan Junior debe ser un planeta , lo suficientemente grande como para verse como un disco la mayor parte del año, y debe estar en una órbita independiente alrededor de la estrella central con exactamente la mitad del período de Stan (e idealmente lo suficientemente lejos del plano). que nunca pasa directamente a través del disco de la estrella). Tenga en cuenta que esta es una condición inestable, especialmente si hay un Júpiter en el sistema u otro planeta terrestre en una órbita bastante cercana a Stan o Stan Jr. "Inestable" en este caso significa que esta condición podría persistir durante siglos, tal vez, pero ciertamente no por millones o billones de años.

A medida que los dos planetas orbitan, Stan Jr. se adelanta a Stan, eventualmente por una órbita completa en el transcurso de un año Stan. Dos veces al año, Stan Jr. pasa cerca del sol, ya sea en la fase completa o en la fase oscura (es probable que la versión de Galileo de Stan descubra que hay una media luna increíblemente delgada exactamente en la conjunción de la fase oscura). Esto permitirá que la gente de Stan (¿Stanites?) tenga su año definido por las fases de Stan Jr., aunque sin que Stan Jr. sea una luna real de Stan.

Pensé que Stan Jr. tendría que ser del tamaño de Júpiter, pero aparentemente solo necesita tener unos 50.000 km de diámetro para tener 0,1 grados de ancho, 1/5 de una Luna llena, fácilmente visible como un disco a simple vista. a 2 UA de distancia. Sigue siendo un gigante, pero más parecido a Neptuno que a Júpiter.