Es plausible lo siguiente: una luna en un punto L1 orbita un gigante gaseoso, que orbita alrededor de un sol. la luna está sumergida en la mitad del día, la mitad de la luna

Estoy escribiendo una novela de ciencia ficción y fantasía, no entraré en detalles, pero en esencia está ambientada en una luna de fantasía que orbita alrededor de un gigante gaseoso, que orbita alrededor de un sol. La luna está en un punto L1 (Lagrange 1), y parece que sería bastante estable con las condiciones que he creado para ella en términos de tamaño, distancia, etc. La premisa básica (que espero, de todos modos ) es que un lado de la luna mira exclusivamente al sol y está en constante día, mientras que el otro lado mira exclusivamente a su gigante gaseoso, que refleja la luz del sol de regreso a la luna lo suficiente como para sumergir esa cara de la luna en un crepúsculo relativo. Aquí hay un diagrama muy básico (evidentemente no a escala) de lo que he pensado:ingrese la descripción de la imagen aquí

Solo quiero preguntar si todo esto es plausible. Listo para escuchar cualquier solución o explicación, la astronomía no es mi fuerte realmente, pero es muy interesante para mí :)

Respuestas (3)

El punto L1 de Lagrange es inestable, por lo que sería demasiado esperar que una luna apareciera en ese punto de forma natural o que permaneciera en él durante muchos millones de años, pero por lo demás sí, esta configuración es posible.

El punto L1 es un punto de equilibrio inestable, como ya dijo Alexander. Esto significa que un cuerpo sin un control activo de sus parámetros orbitales pronto se movería fuera de ese punto debido a las perturbaciones gravitatorias.

Además, un cuerpo en L1 no estaría orbitando el planeta sino la estrella, lo que va en contra de su requisito de "una luna orbitando un planeta que orbita una estrella".

Respuesta corta:

Tal escenario sería imposible de suceder naturalmente. Pero si su historia es lo suficientemente suave en la Escala de Dureza de la Ciencia Ficción de Mohs - advertencia de los tropos de TV -

https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/MohsScaleOfScienceFictionHardness[1]

O si su historia no es ciencia ficción en absoluto, sino una fantasía que sucede en otro planeta (como The Worm Ouroboros de Eddison ), puede seguir adelante y escribirla de todos modos.

Respuesta larga:

El punto L1.

En su concepto, la luna o el planeta no está orbitando el planeta gigante gaseoso en la posición L1, está orbitando el sol en la posición L1 en relación con el planeta gigante gaseoso. Así que el título de tu pregunta es engañoso.

Los puntos triangulares (L4 y L5) son equilibrios estables, siempre que la relación M1/M2 sea superior a 24,96.[nota 1][6] Este es el caso del sistema Sol-Tierra, el sistema Sol-Júpiter y , por un margen más pequeño, el sistema Tierra-Luna. Cuando se perturba un cuerpo en estos puntos, se aleja del punto, pero el factor opuesto al que aumenta o disminuye por la perturbación (ya sea la gravedad o la velocidad inducida por el momento angular) también aumentará o disminuirá, desviando la trayectoria del objeto. en una órbita estable con forma de frijol alrededor del punto (como se ve en el marco de referencia corrotante).

Los puntos L1, L2 y L3 son posiciones de equilibrio inestable. Cualquier objeto que orbite en L1, L2 o L3 tenderá a salirse de la órbita; por lo tanto, es raro encontrar objetos naturales allí, y las naves espaciales que habitan en estas áreas deben emplear el mantenimiento de la estación para mantener su posición.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lagrange_point#L1_point[2]

Por lo tanto, sería extremadamente improbable que las fuerzas naturales mantuvieran su planeta en la posición L1 durante los millones de años necesarios para que el planeta se vuelva naturalmente habitable para los humanos o seres similares o para desarrollar formas de vida superiores, o se convierta en un escenario interesante para la mayoría. tipos de historias.

Por lo tanto, sería una rara coincidencia que un planeta que tuvo una órbita diferente y relativamente estable durante miles de millones de años pasara a la posición L1 y permaneciera allí durante el período en el que se desarrolla su historia. Y puede ser fácil para los científicos en su historia para calcular que cuando el planeta abandone la posición L1, su nueva órbita lo hará demasiado caliente o demasiado frío para que la vida sobreviva, o incluso que colisionará con el planeta gigante gaseoso o el sol o será expulsado al espacio interestelar. Por lo tanto, un planeta que está en la posición L1 durante un tiempo relativamente corto podría enfrentarse a una muerte inminente cuando abandone la posición L1.

Por supuesto, el planeta podría moverse a la posición L1 y mantenerse allí durante mucho tiempo, quizás miles de millones de años, mediante un proyecto suficientemente vasto de una civilización suficientemente avanzada si tiene una razón para hacerlo. ¡Tal vez una historia de ciencia ficción ambientada en un planeta así se ha convertido en un clásico en su sociedad y deciden crear un planeta así para honrar la historia! Y posiblemente un punto de la trama podría ser una amenaza de terroristas en el planeta de apagar la maquinaria que mantiene al planeta en la posición L1.

O posiblemente la civilización avanzada terraforma el planeta para hacerlo habitable y lo siembra con vida.

Segunda parte: convertirse en bloqueado por mareas.

Quieres que el planeta se bloquee por mareas.

El planeta no puede estar bloqueado por mareas al planeta gigante gaseoso porque no está orbitando el planeta gigante gaseoso. Por lo tanto, el planeta tendría que bloquearse por mareas con la estrella en el sistema.

Pero el planeta debería estar orbitando demasiado lejos de su estrella para quedar bloqueado por mareas a la estrella.

Una pequeña diferencia en la masa de las estrellas crea una mayor diferencia en su luminosidad. Entonces, si una estrella es un 10 por ciento menos masiva que el Sol, por ejemplo, tendrá una luminosidad inferior al 90% de la luminosidad del Sol. Por tanto, una estrella de baja masa tendrá una luminosidad muy baja, y su zona habitable circunestelar estará mucho más cerca de ella de lo que probablemente sea proporcional a su masa. La distancia a la zona habitable circunestelar de una estrella será proporcional a su luminosidad relativa y no proporcional a su masa relativa.

Entonces, los planetas en una zona habitable circunestelar de estrellas tenues orbitarán muy cerca de esa estrella y donde la gravedad de esa estrella, proporcional a la masa de la estrella y no a la luminosidad de la estrella, será muy fuerte y ralentizará rápidamente la rotación del planeta y bloquearlo a la estrella.

Entonces, un planeta a 200,000,000 de kilómetros de su estrella como se especifica en la pregunta no estaría bloqueado por mareas a la estrella a menos que esa estrella fuera súper masiva, lo que haría que la estrella fuera súper luminosa y el planeta súper caliente, demasiado caliente para la Tierra como formas de vida.

Entonces, una teoría podría ser que el planeta orbitaba originalmente a unos 210 000 000 kilómetros de la estrella y tenía un día corto, pero cuando era muy joven chocó con un objeto masivo del tamaño de un planeta que ralentizó en gran medida la rotación del planeta. Se cree que las extrañas rotaciones de Venus y Urano fueron causadas por tales colisiones al principio de la historia del Sistema Solar.

Entonces, el planeta ahora podría tener un día ralentizado a un poco más corto que su año a una distancia de 210,000,000 de kilómetros. Con un día ya tan largo, las interacciones de las mareas comparativamente débiles con la estrella podrían ser suficientes para ralentizar rápidamente (astronómicamente hablando) la rotación del planeta un poco más y hacer que las mareas se bloqueen con la estrella.

Entonces, el planeta gigante gaseoso que se formó mucho más lejos de la estrella podría migrar hacia el interior de la estrella y eventualmente tomar una órbita permanente a 210 000 000 kilómetros de la estrella. Y es posible que eso obligue al planeta bloqueado por mareas a migrar hacia el interior a una órbita a unos 200 000 000 de kilómetros de la estrella, y luego deambular hacia la posición L1 del planeta gigante gaseoso.

No he hecho ningún cálculo, pero supongo que tal escenario podría ser posible.

Por supuesto, eso aún requeriría las acciones de una civilización avanzada para mantener el planeta en la posición L1 en relación con el planeta gigante gaseoso durante los miles de millones de años necesarios para que el planeta se vuelva interesante para la mayoría de los tipos de historias.

O posiblemente la civilización avanzada terraforma el planeta para hacerlo habitable y lo siembra con vida.

Conclusión:

Su configuración es imposible que suceda de forma natural en el mundo real. Por lo tanto, no es adecuado para su uso en una historia de ciencia ficción dura. Pero sería bastante aceptable en una historia de ciencia ficción muy blanda o en una historia de pura fantasía ambientada en un planeta lejano.

¿Habría alguna configuración estable que involucre a otros planetas que pueda arreglar el planeta en esta configuración? ¿O si fuera una estrella pequeña y el planeta estuviera mucho más cerca? ¿Quizás el planeta está en el punto L4 o L5 de otro cuerpo, que de alguna manera (?) puede corresponder al punto L1 del gigante gaseoso? No puedo poner los juguetitos para eso juntos en mi cabeza.
@MA Golding, tiene una alternativa de simplemente darles órbitas cercanas y hacer que el gigante gaseoso/luna/planeta sea grande. Se tambalearía un poco, pero la configuración sería estable.