En este binario, ¿qué tan lejos orbitaría el planeta secundario al planeta primario y todavía tendría su propio giro día-noche?

Un escenario que he estado explorando últimamente:

Orbitando un binario de estrellas G0 (cada una con un 105 % del ancho, un 110 % de la masa y un 126 % del brillo de nuestro sol) desde una distancia de 2,065 UA es un binario planetario. El principal tiene 7,520 millas de ancho y un 90% de la masa de la Tierra, idéntica a Venus, pero su densidad atmosférica es idéntica a la de la Tierra, por lo que este planeta más pequeño puede mantener un poco más de calor y humedad.

Orbitando al primario está el planeta secundario en el binario, y es aún más pequeño: 5,866 millas de ancho y un 65% de la masa de la Tierra, pero su densidad atmosférica sigue siendo tanta como la de la Tierra, lo que permite calor adicional, humedad adicional y utilidad adicional. para criaturas voladoras.

El planeta secundario orbita alrededor del primario más grande, pero no tan cerca como para estar bloqueado por mareas ( en otras palabras, un lado siempre mira hacia el padre para siempre ). El secundario tiene su propio giro, su propio ciclo día-noche. ¿A qué distancia debe orbitar la secundaria la primaria sin estar bloqueada por mareas?

(1) "Desde una distancia de 2 AU": ¿ Desde una distancia de 2 AU de qué? ¿Qué tan cerca están los miembros de la estrella binaria? (2) El planeta un poco más pequeño no gira alrededor del más grande; ambos orbitan el centro de masa común. El centro de masa se encuentra claramente entre los dos planetas, con una relación entre las distancias a los dos planetas de aproximadamente 2:3. (3) No veo cómo dos planetas con masas comparables pueden estar unidos gravitacionalmente y no bloqueados entre sí por mareas.
@AlexP Comencé específicamente que los planetas binarios orbitan las estrellas binarias desde una distancia de 2.065 AU. Entonces, ¿estás diciendo que ambos planetas están destinados a quedar atrapados siendo eternamente brillantes en un lado y eternamente oscuros en el otro?
(1) Y le pregunté qué tan cerca cree que pueden estar los componentes de la estrella binaria mientras permite que ambas estrellas sigan siendo enanas amarillas. (2) ¿Por qué estarían atrapados siendo eternamente brillantes por un lado y eternamente oscuros por el otro? Están bloqueados por mareas entre ellos, no con las estrellas. (Considere nuestra Luna: tiene días y noches, aunque está bloqueada por mareas a la Tierra).
@AlexP La distancia entre las estrellas no es relevante para la pregunta. Y la luna no gira, por lo que no tiene ciclos de día y noche.
La Luna gira. Por supuesto que gira. Si no girara, podríamos ver toda su superficie desde la Tierra, y no lo hacemos, siempre vemos el mismo lado. Lo que significa que gira con el mismo período que su revolución alrededor de la Tierra. Sus días solares son de 29 días, 12 horas y 44 minutos de duración. Esto es, de hecho, lo que significa estar bloqueado por mareas. Y la distancia entre las estrellas es relevante porque puede (o no) afectar la iluminación de los planetas, de ahí los días y las noches.
@AlexP Lo entendiste todo al revés. Porque siempre vemos un mismo lado, prueba que la luna NO GIRA.
Si la Luna no girara, al dar la vuelta a la Tierra mostraría lados opuestos cuando está en cuarto creciente y cuando está en cuarto menguante. Pero muestra el mismo lado. Lo que significa que mientras completa la mitad de la revolución alrededor de la Tierra, también gira 180° alrededor de su eje.
@AlexP Nuevamente, lo entendiste al revés. La luna NO gira porque esta es la cara que vemos 365 veces al año: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e1/… Si gira, entonces deberíamos haber estado viendo este lado también : spacecentre.co.uk/wp-content/uploads/2019/10/…
No tengo palabras. La Luna siempre muestra la misma cara hacia la Tierra. También gira alrededor de la Tierra. ¿Cómo puede mostrar siempre la misma cara hacia la Tierra mientras gira alrededor de la Tierra si no gira? Intente hacer un dibujo con la Luna en dos puntos opuestos en su órbita alrededor de la Tierra y no girando y verifique qué lado está hacia la Tierra y qué lado está lejos de la Tierra en los dos puntos.
El hecho de que la luna SIEMPRE muestre la MISMA cara hacia la Tierra es una prueba de que la luna ¡NO GIRA! ¿Por qué es eso tan difícil de entender? Es como decir que un planeta que orbita alrededor de una enana roja dentro de su zona habitable todavía puede girar, ¡a pesar de que un lado SIEMPRE está OSCURO y el otro SIEMPRE BRILLANTE!
Para tener un lado siempre oscuro y un lado siempre brillante, el planeta debe girar, y específicamente girar con un período de rotación igual a su período orbital. Si no girara, la luz de la estrella caería sobre diferentes partes del planeta a medida que el planeta gira alrededor de la estrella.
No, tener un lado siempre oscuro y un lado siempre brillante requiere estaticidad estacionaria. Sin día, sin noche, sin ciclo. Solo un extremo o el otro. Para girar completamente, debes mover todo tu cuerpo, como un niño que mueve todo su cuerpo para que el hula hoop gire. En un cuerpo estacionario, bloqueado por mareas, no hay rotación. Revolución, tal vez, pero una revolución es un año, no un día. Y los cuerpos bloqueados por mareas no tienen "días".
@JohnWDailey La página de bloqueo de mareas en wikipedia muestra un diagrama animado de una luna que gira sincrónicamente y una luna que no gira. Para citar, " En el caso de que un cuerpo bloqueado por mareas posea una rotación síncrona, el objeto tarda tanto en girar alrededor de su propio eje como en girar alrededor de su compañero ". Y borrar mi observación de su no aceptación de respuestas anteriores parece un poco grosero.
Una cara todavía está pegada al planeta, así que no, todavía no está girando.

Respuestas (1)

Probablemente demasiado lejos para ser estable, es la forma en que estas cosas suelen ir, pero no es tan inverosímil como para que no puedas simplemente exprimirlo en los reinos de la plausibilidad.

Creo que está bien modelar las estrellas binarias como una sola masa, con el fin de simplificar un poco las cosas. Eso le da al más grande de sus dos planetas un radio de colina de ~2,3 millones de kilómetros. Es probable que las órbitas estables estén dentro de un tercio de esto, así que digamos ~ 765 000 km.

La escala de tiempo de bloqueo de marea se puede aproximar por

T yo o C k ≈ ω a 6 I q 3 GRAMO metro pag 2 k 2 r 5
dónde ω es la tasa de rotación del satélite en radianes por segundo, a es el semieje mayor orbital del satélite, I es el momento de inercia (que es el factor del momento de inercia del satélite x la masa del satélite x el radio del satélite al cuadrado), q es la función de disipación , GRAMO es la constante gravitacional, metro pag es la masa del mundo más grande, k 2 es el número Love del satélite y r es el radio del satélite.

Esa es una cantidad desafortunada de incógnitas, algunas de las cuales (como q y k 2 ) no son muy conocidos por otros cuerpos planetarios. Con un poco de movimiento manual, puede establecer q ser 100 (si hay que creer en wikipedia) y k 2 para su mundo más pequeño (nuevamente, usando la aproximación sugerida por wikipedia) será algo así como 0.94. Eso es un poco alto para la aproximación de bloqueo de marea (que quiere k 2 ≪ 1 ) pero podemos tirar la precaución al viento e intentarlo de todos modos (FWIW, tu planeta más pequeño k 2 es unas diez veces mayor que la nuestra propia luna). Usaré el momento aproximado del factor de inercia de la Tierra (.33) y usaré un día de 24 horas.

Lanzar todos esos números obtiene una escala de tiempo de bloqueo de mareas de aproximadamente 100 millones de años. Eso es demasiado corto para los estándares de la evolución planetaria, y parece muy probable que sus mundos estén bloqueados entre sí por mareas mucho antes de que puedan evolucionar cosas interesantes en ellos. No pueden moverse más lejos (aumentando la a término que domina rápidamente a medida que aumentan las distancias) porque es probable que su co-órbita se vuelva inestable y caigan en órbitas separadas alrededor de la primaria central.

Ahora bien, esto es solo una aproximación muy aproximada, y se invirtió mucho en las muchas incógnitas diferentes. Es muy probable que esté fuera por al menos un orden de magnitud.

Si está fuera por dos órdenes de magnitud, entonces hay espacio para introducir la rotación que deseaba. Eso me parece poco probable, pero no totalmente más allá de los reinos de la posibilidad. Si su secundario giraba mucho más rápido inicialmente, por ejemplo, es posible que siga girando en el "presente" de su configuración. No estoy seguro de cuál es una tasa de rotación plausible, pero "rotación completa en menos de 3 horas" parece una exageración para un cuerpo tan grande, aunque podría ser lo suficientemente denso como para sobrevivir intacto a tal situación y le daría uno. de los dos órdenes de magnitud que necesitabas (¡y el segundo podría ser manejado a mano dada la cantidad de conjeturas salvajes en los parámetros!) Las fuerzas de marea habrían reducido esa velocidad vertiginosa anterior a algo mucho más tranquilo.

En este binario, ¿qué tan lejos orbitaría el planeta secundario al planeta primario y todavía tendría su propio giro día-noche?
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