¿Es posible que un sistema estelar natural tenga 120 planetas?

La gran mayoría están demasiado cerca de la estrella para ser habitables, mientras que todos en la zona habitable excepto 2 (Ryu 97 y Ryu 108) son inhabitables debido a las atmósferas tóxicas. El resto está demasiado lejos de la estrella y, por lo tanto, demasiado frío para ser habitado.

En otras palabras, tu sistema solar tiene 2 planetas: Ryu 97 y Ryu 108.

Verificación de la realidad. No suena realista. Si lo leo en un libro, lo tomaría por alegoría o fantasía.

La parte sobre 120 planetas es plausible (al menos no ha sido refutada), es la parte donde la gran mayoría de los planetas están demasiado cerca de la estrella (matemáticas rápidas de servilleta... gran mayoría >75%... 120 * 0,75 = 90 …). Hay alrededor de 90 planetas de tamaño completo en la "zona caliente" cerca de la estrella.

Antes de explicar por qué eso no puede suceder, vincularé a la página de wikipedia de Circumstellar Habitable Zone (que le dará muchas ideas para fallas habitables), pero el siguiente gráfico resume un concepto importante. ¿Observe cómo hay una zona "optimista" y una zona "conservadora"? En tu caso, la zona optimista es mala porque tienes aún menos espacio para empaquetar esos 90 planetas.

Los planetas habitables comparten una órbita de herradura , o orbitan muy cerca pero en direcciones opuestas , o necesitarán tener una distancia segura entre sí (y todos los demás planetas) para permanecer en la zona habitable de la estrella.

Pero tu verdadero problema es que tienes muchas rocas colgando muy cerca de tu sol. Para evitar que caigan, deben contrapesarse con un Super-Júpiter que los saca cada vez que orbita. El Super-Júpiter saca a estos planetas de la zona caliente interior de su espiral de muerte, pero no lo suficiente como para escapar de la órbita. Se sumergen de regreso hacia el sol, solo para ser retirados nuevamente cuando el Super-Júpiter pasa nuevamente por encima.

La mejor teoría actual de cómo se formó nuestro sistema solar se llama Modelo de Niza (en honor a la ciudad de Francia). Se trata de los 4 gigantes gaseosos que se mueven y arrojan a otros planetas fuera del sistema, hasta que finalmente se asientan en órbitas resonantes . Júpiter está anclado por Saturno, Saturno por Urano, Urano por Neptuno y Neptuno está anclado por la Nube de Oort y el Cinturón de Kyper. Es el mismo concepto que los planetas interiores son sacados de su espiral de muerte por la cantidad justa de tirón, lejos del sol.

Entonces, lo que más escéptico es cómo puedes tener un Súper Júpiter lo suficientemente grande como para sacar 90 planetas de las fauces de la muerte, y hay otro Súper-Júpiter anclando ese, y así sucesivamente, pero aún tienes 2 planetas habitables. en la zona entre ellos. El Super-Júpiter los sacaría de la órbita o los enviaría chocando entre sí. Si es lo suficientemente grande como para sacar 90 planetas de la zona caliente del sol, fácilmente sacaría del sistema a 2 planetas más cercanos en la zona habitable.

Mi instinto me dice que no, que no es posible.

Hagamos un cálculo de la parte posterior del sobre. Para los planetas interiores del sistema solar, parece que cada planeta está entre 1,5 y 1,8 veces más lejos del Sol que el anterior.

Supongamos que esto puede ser cierto para todos los planetas: significaría que el planeta más lejano debería ser$(1.5)^{120-1} \approx 9 \times 10^{18}$veces la distancia del más cercano.

Si escalamos esto a nuestro sistema solar, Mercurio está a 0,39 UA del Sol, Mercurio120 debería ser$3 \times 10^{18}$AU del Sol. Teniendo en cuenta que$1 AU = 15 \times 10^{-6}$años luz significa que Mercury120 debería estar a unos$10^{12}$años luz del Sol.

Eso abarcaría más que el Universo visible (alrededor de$10^{10}$años luz).

Las órbitas planetarias que propones podrían ser posibles.

El problema que debe considerar es que un planeta naturalmente habitable debería haber existido con parámetros orbitales relativamente constantes y calor y luz relativamente constantes de su estrella durante mucho tiempo. La Tierra no se volvió habitable para los humanos hasta miles de millones de años después de su formación.

No hay problema en diseñar un sistema solar donde todos los planetas sean inhabitables para los humanos, o donde ninguno de los planetas tenga formas de vida multicelulares avanzadas, o nativos inteligentes, o cualquiera de las cosas que hacen que la mayoría de los planetas de ciencia ficción sean interesantes. No tienes que preocuparte por los parámetros, ya que hay muchas maneras diferentes de que un planeta esté muerto e inhabitable.

Tener doce planetas más allá de la zona habitable y demasiado fríos para la vida es perfectamente plausible.

La zona habitable parece extenderse desde la órbita 97 o hacia adentro hasta la órbita 108. Así hay al menos 12 planetas en la zona habitable, diez con atmósferas tóxicas y dos habitables. La zona habitable podría incluir planetas hacia el interior de la órbita 97.

Pero tener hasta 96 planetas más cerca de la estrella que el borde interior de la zona habitable es un pequeño problema.

Los astrónomos tienen dudas sobre si la zona habitable del Sol incluye una, dos o tres órbitas planetarias. Si Marte y/o Venus están en la zona habitable del Sol, otros factores los hacen inhabitables. Solo un planeta en el sistema solar, la Tierra, es habitable, lo que significa que los astrónomos no pueden estar seguros de qué otros planetas están dentro de la zona habitable del Sol.

Pero se sabe que los dos planetas interiores, Mercurio y Venus, son demasiado calientes para los humanos, y los cuatro planetas exteriores, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, y todos los planetas anteriores, planetas enanos, etc., son demasiado fríos. . Si Marte fuera lo suficientemente grande como para retener más aire y agua, podría ser habitable.

Por lo tanto, en nuestro sistema solar, los planetas demasiado calientes para ser habitables son superados en número al menos dos a uno por los planetas demasiado fríos para ser habitables, y eso tiene sentido, porque los planetas agradables y cálidos tienen que estar lo suficientemente cerca de la estrella, los planetas demasiado calientes tienen para estar aún más cerca, y los planetas que son demasiado fríos pueden orbitar más lejos y alejarse de la estrella, cada planeta más lejano se vuelve más y más frío, hasta una gran distancia.

Así que encuentro más fácil creer en un sistema estelar con 120 planetas donde 12 son demasiado calientes, 12 están en la zona habitable y algunos de ellos son habitables y 96 son demasiado fríos que en su sistema, donde 12 planetas son demasiado fríos. , 12 están en la zona habitable (y 2 de ellos habitables), y 96 son demasiado calientes.

No sé cuáles son las razones de la historia para tener tantos planetas inhabitables en su sistema, ni para hacer que la mayoría de los planetas inhabitables sean demasiado calientes en lugar de demasiado fríos. Así que no sé si sería bueno para tu historia cambiar el número de planetas demasiado calientes y demasiado fríos.

Obviamente, sería bueno hacer que la estrella, Ryu, de su sistema, sea lo más luminosa posible, para que la zona habitable y la zona demasiado caliente dentro de la zona habitable sean lo más anchas posible para tener tantas órbitas planetarias como sea posible. posible dentro de cada una de esas zonas. No hay mucho problema con seleccionar un tipo de estrella que podría tener 12 planetas demasiado fríos para la vida más allá del borde exterior de su zona habitable.

Posiblemente, Ryu podría ser tan luminoso como Rigel, Beta Orionis, que es aproximadamente 1,0 a 1,5 veces diez elevado a la quinta potencia tan luminoso como el Sol. Eso es alrededor de 100.000 veces a 150.000 veces la luminosidad del Sol. Por lo tanto, si un planeta como la Tierra estuviera entre 316,227 y 387,298 veces más lejos de Rigel que la Tierra del sol, recibiría aproximadamente la misma cantidad de radiación de Rigel que la Tierra recibe del Sol.

Entonces, ¿cuán ancha, proporcionalmente, es la zona habitable del Sol? Como dije anteriormente, eso es controvertido e incierto.

El ancho de la zona habitable en unidades astronómicas o AU, se ha dado de manera pesimista como 0,95 AU a 1,01 AU, una proporción de 1,063 veces. Y tan alto como 0,95 AU a 2,4 AU, una proporción de 2,526 veces. Y si se combinan los resultados de diferentes estudios, posiblemente una proporción tan alta como 0,38 AU a 10 AU, o 26,315 veces.

https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone 1

Entonces, suponiendo que 325,00 AU de Rigel serían el equivalente a 1,00 AU del Sol, la zona habitable de Rigelian más pesimista se extendería de 308,75 AU a 328,25 AU, una diferencia de 19,5 AU. Urano orbita alrededor del Sol a una distancia de 19,22 UA, por lo que en nuestro sistema solar hay 7 planetas que orbitan alrededor del Sol a menos de 19,5 UA, así como espacio para otro planeta en el cinturón de asteroides.

La zona habitable de Rigelian más optimista se extendería desde 308,75 AU hasta 780 AU, una diferencia de 471,25 AU. Si las órbitas de los planetas en esa zona habitable optimista estuvieran separadas por 10 AU, podría haber 47 o 48 planetas en la zona habitable optimista Rigeliana. Si las órbitas de los planetas en la zona habitable optimista de Rigelian estuvieran separadas por un promedio de 1,0 AU, podría haber 470 planetas en esa zona.

No es de extrañar que Jack Vance, en su famosa serie Demon Princes, coloque 26 planetas habitables en la zona habitable de Rigel.

Con más de 300 UA dentro de la zona habitable de Rigel, cien planetas podrían estar separados por un promedio de 1 UA y solo ocupar un tercio del espacio dentro de la zona habitable, por lo que encontrar espacio para 96 ​​planetas demasiado calientes para ser habitables más cerca que el zona habitable de Rigel no sería un problema muy grande.

Pero tienes dos planetas habitables en la zona habitable de Ryu. Estos planetas deben tener al menos 3.000.000.000 de años para ser habitables, y deben haber recibido luz y calor bastante constantes de su estrella durante todos esos 3.000.000.000 de años. Y eso es ser bastante generoso, ya que parece que la Tierra podría haber tenido más de 4.000.000.000 de años antes de que el oxígeno en la atmósfera subiera a niveles respirables para los humanos.

Por lo tanto, la estrella Ryu debería haber permanecido en la etapa de secuencia principal de la evolución estelar durante al menos 3.000.000.000 de años. A menos que los dos planetas habitables en el sistema Ryu se originaron en otro sistema estelar y permanecieron allí durante miles de millones de años hasta que extraterrestres súper poderosos los trajeron al sistema Ryu por alguna razón. O a menos que los dos planetas habitables orbitaron originalmente una estrella diferente durante miles de millones de años y un paso muy inusual entre esa estrella y Ryu hizo que Ryu los capturara.

Y el hecho realmente molesto sobre la astrofísica para los escritores de ciencia ficción es que las estrellas más masivas y luminosas consumen su combustible nuclear mucho más rápido y permanecen en la secuencia principal por un tiempo mucho más corto.

La estrella más masiva que probablemente permanecerá en la secuencia principal durante miles de millones de años sería del tipo espectral F5V, y aproximadamente 1,5 veces más masiva que el Sol. Afortunadamente, pequeños aumentos en la masa estelar provocan grandes aumentos en la luminosidad estelar.

Los astrónomos han descubierto miles de exoplanetas alrededor de estrellas distantes y, a veces, más de un planeta en un sistema solar.

En el sistema CVSO 30, CVSO 30b orbita a una distancia de 0,0084 AU y CVSO 30c orbita a una distancia de 662 AU, una diferencia de 78.998 veces y una diferencia de 661,9916 AU.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes 2

La diferencia más estrecha entre las órbitas de dos planetas en el mismo sistema es entre Kepler-70b y Kepler-70c. Kepler-70c orbita alrededor de 0,0016 UA más lejos que Kepler-70B. Eso es alrededor de 240.000 kilómetros, menos que la distancia de la Tierra a la Luna.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes 2

Dado que la zona habitable pesimista del sistema solar tiene un ancho de 0,06 AU, podría contener 37,5 órbitas planetarias, cada una separada por 0,0016 AU. Si la zona habitable optimista del Sol es de 0,95 AU a 2,40 AU, tiene 1,45 AU de ancho y, por lo tanto, podría contener 906,25 órbitas planetarias, cada una separada por 0,0016 AU.

Dado que el borde interior de la zona habitable del Sol a menudo se considera a 0,95 AU del Sol, podría haber hasta 593,75 órbitas planetarias, cada una separada por 0,0016 AU, dentro del borde interior de la zona habitable y, por lo tanto, donde los planetas estaría demasiado caliente.

Otro factor importante es el espaciamiento relativo de las órbitas planetarias. La relación más pequeña entre las órbitas de dos planetas consecutivos es del 11 por ciento. Kepler-36b y Kepler-36c tienen un semieje mayor de 0,1153 AU y 0,1283 AU, una diferencia de 0,013 AU y 1,1127493 veces la órbita más pequeña.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes 2

Suponiendo que un planeta orbita alrededor del Sol a 0,95 AU, una distancia que a menudo se considera el borde interior de la zona habitable del Sol, un planeta que orbita 1,1127493 veces más lejos orbitaría a 1,0571118 AU (que ya está fuera de la zona habitable pesimista), un tercer planeta orbitando 1,1127493 veces orbitaría a 1,1763004 AU, un cuarto a 1,3089274 AU, un quinto a 1,456508 AU, un sexto a 1,6207282 AU, un séptimo a 1,8034641 AU, un octavo a 2,0068034 AU, un noveno a 2,233069 AU, décimo en 2,4848459 AU (que está fuera del borde exterior de la zona habitable optimista en 2,4 AU), un undécimo en 2,7650105 AU y un duodécimo en 3,0767634 AU.

Entonces, 12 planetas separados cada uno a 1,1127493 veces el radio orbital del anterior terminarían con la órbita más externa 3,2386983 veces más ancha que la órbita más interna. Esa es una proporción demasiado grande para la zona habitable optimista. Pero la zona habitable realmente, realmente optimista que podría hacerse tomando el borde más interno de un estudio y el borde más externo de otro estudio diferente, tendría una proporción de 26,3157, varias veces suficiente para contener una proporción de 3,2386983.

Parece imposible encajar una serie de 96 planetas cada uno con una órbita 1,1127493 veces la órbita del anterior, dentro de las 0,95 UA del sol. Una serie de 12 órbitas tendría una relación de 3,2386983, una serie de 24 órbitas tendría una relación de 10,489166, una serie de 48 órbitas tendría una relación de 110,0226, una serie de 96 órbitas tendría una relación de 12.104.972. Las órbitas más internas estarían en lo profundo del Sol si la órbita más externa estuviera más cerca del Sol que el borde interior de la zona habitable.

Entonces, posiblemente desee considerar tener un anillo de 96 planetas en una sola órbita, orbitando más cerca de Ryu que el borde interior de la zona habitable, o posiblemente dos de esos anillos con un total de 96 planetas.

https://planetplanet.net/2017/05/01/el-ultimo-sistema-solar-retrogrado/ 3

Tenga en cuenta que espaciar los planetas por la distancia más pequeña conocida hizo que encajaran bien, con mucho espacio de sobra, incluso cuando la estrella no era más luminosa que el Sol, pero los 96 planetas estaban más cerca de Ryu que el borde interior de la zona habitable. no encajarían incluso si se usara la relación orbital más pequeña conocida para espaciarlos.

Eso demuestra que algo que es posible según un cálculo puede ser imposible según otro cálculo.

Si las órbitas de los planetas están espaciadas por la distancia más pequeña conocida entre las órbitas de los planetas, hacer que la estrella sea más luminosa aumentará el espacio disponible y permitirá que quepan más planetas.

Pero si los planetas están separados por la relación más pequeña conocida entre las órbitas planetarias, hacer que la estrella sea más luminosa no aumentará el ancho relativo de la zona habitable o la zona demasiado caliente, y tendrás que hacer que muchos de los planetas sean dobles, o coloque muchos planetas en un anillo, o encuentre algún otro arreglo muy inusual (pero con suerte posible), para que encajen.

Antes de que se descubrieran los exoplanetas, la relación más pequeña entre las órbitas planetarias conocida por los astrónomos era de 1,388888, la relación entre las órbitas de Venus y la Tierra, y la separación más pequeña conocida entre las órbitas planetarias era de 0,28 AU. entre la Tierra y Venus.

La diminuta separación orbital entre Kepler-70b y Kepler-70c se descubrió en 2011 y es ciento setenta y cinco la separación más pequeña de nuestro sistema solar. La pequeña relación entre las órbitas de Kepler-36b y Kepler-36c se descubrió en 2012 y es mucho más pequeña que la relación más pequeña conocida en el sistema solar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler-70 4

https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler-36 5

Dado que los planetas múltiples en los sistemas estelares solo se han descubierto durante un tiempo comparativamente corto. es posible y bastante probable que se descubran planetas que estén más cerca que el registro actual, tanto por distancia como por relación de órbitas.

No es una respuesta completa, pero ciertamente ayuda a aclarar el sombrío estado de las cosas para su propuesta actual. En cuanto a 120, no lo sé, pero si tener una gran cantidad de planetas es parte de la historia para parafrasear a @JBH en los comentarios, al menos en comparación con otros sistemas, una fracción de 120 probablemente sea suficiente. De los sistemas solares conocidos, el más poblado tiene nueve planetas, lo que coloca al nuestro en lo más alto de la lista. Eso y el hecho de que la masa confirmada del exoplaneta más ligero es de aproximadamente 2 Lunas me permite tener fe en que aproximadamente la mitad de su número original es algo factible.

Pero, he ido a su sitio web. Dado que sus historias convierten a los humanos en animales antropomórficos a través de una maldición de "Los Dioses" y migran a otra galaxia a través de portales después de esterilizar radiactivamente la Tierra en una guerra nuclear global, no creo que la ciencia tenga derecho a extinguir la diversidad de su imaginación. .