Estabilidad de múltiples lunas

¿Qué tan estables (o posibles) serían las lunas binarias (del tamaño de una Luna o posiblemente un poco más pequeñas) girando alrededor de un planeta del tamaño de la Tierra?

Editar: ¡Gracias por las preguntas! ¡Y gracias por la bienvenida! Mis disculpas por no ser más detallada. Quiero que ambos tengan aproximadamente el mismo tamaño, miren aproximadamente del tamaño de nuestra luna (así que si son más pequeños, estarían más cerca) giren el planeta del tamaño de la Tierra aproximadamente al mismo ritmo que nuestra luna, con un Ciclo de 28 días de lleno a lleno, y se orbitarían entre sí alrededor de un punto central, pero no para que se eclipsaran; solo para que en un momento, uno se levantaría antes que el otro, en otro momento el otro se levantaría primero.

Espero que tal situación sea plausible.

Bienvenido al sitio, L. Evans. ¿Está preguntando acerca de un planeta del tamaño de la Tierra que tiene dos lunas con órbitas únicas (pregunta vinculada por HDE), o dos lunas que orbitan un punto central y ese punto orbita un planeta del tamaño de la Tierra?
¿Quieres que las lunas estén donde está la nuestra ahora? ¿Quieres que estén lo suficientemente lejos como para tener solo la atracción gravitatoria en la tierra que la nuestra tiene ahora? (Buena pregunta, por cierto.)
Echa un vistazo de cerca al sistema de Plutón. Plutón es más pequeño que nuestra luna, pero tiene un conjunto de lunas propio. Caronte es más grande en proporción a Plutón que nuestra luna a la Tierra. La mecánica orbital de tantas lunas en un sistema pequeño debería darte algunas ideas de lo que es posible.

Respuestas (2)

Definitivamente pueden ser estables entre sí. De hecho, hay varias configuraciones posibles en las que puede colocar dos lunas para obtener este tipo de estabilidad. Aquí hay un par de ellos:

1: Lunas en órbitas separadas

La solución trivial a esto es poner sus lunas en órbitas separadas lo suficientemente separadas como para que no interfieran entre sí. Las lunas alrededor de los gigantes gaseosos en su mayoría se comportan así.

2: Las lunas forman un par binario

Si sus lunas están significativamente más cerca una de la otra que de su planeta, es probable que formen un par binario estable, orbitando su centro de gravedad común. Estas lunas probablemente estarían bloqueadas por mareas entre sí, en lugar del planeta. También es probable que necesiten estar más lejos de su planeta de origen que la Luna de la Tierra, ya que si orbitan demasiado cerca, la gravedad de su planeta de origen probablemente alteraría su patrón orbital.

3: Las lunas forman una órbita de herradura entre sí

También es posible que cuerpos de tamaño similar orbiten de manera estable un planeta mientras comparten una órbita si forman una órbita de herradura entre sí. Epimetio y Jano, dos lunas de Saturno, son buenos ejemplos de este tipo de sistema. Desde la superficie del planeta, sus lunas parecerían variar en distancia con el tiempo, desde una posición bastante cercana entre sí en el cielo hasta una en la que se encuentran en lados opuestos del cielo. Oscilarían periódicamente entre estos extremos sin tocarse jamás. También variarían en tamaño, turnándose para parecer el cuerpo celeste más grande. Sin duda, esto conduciría a muchas historias interesantes en la mitología de los habitantes de su planeta.

4: Lunas que se sientan en los puntos de Lagrange de cada uno

En concreto, estamos hablando de la L 4 y L 5 puntos de Lagrange. Estos puntos son dinámicamente estables, por lo que, salvo perturbaciones particularmente grandes, dos lunas deberían poder sentarse en esos puntos en relación con la otra. Estos sistemas son menos estables frente a las perturbaciones cuando los cuerpos tienen un tamaño similar entre sí, por lo que si hay otros planetas en el sistema solar, una de las lunas puede ser expulsada de su órbita después de un período de tiempo.

La resonancia orbital también puede estabilizar los sistemas lunares. Io, Europa y Ganímedes son un buen ejemplo de resonancia orbital 1:2:4.
La mayoría de estos no serían estables en el escenario dado. Un planeta como la Tierra y dos 1/81 como lunas masivas es un sistema gravitacional complicado. Nuestra luna es simplemente demasiado grande en relación con la Tierra para ser gravitacionalmente neutral con respecto a otra luna. Todos sus escenarios son posibles cuando ambas lunas son pequeñas en comparación con el planeta, pero no son posibles en el escenario dado en la pregunta.

Dependería de dónde estén sus lunas en relación entre sí y con el planeta. El tamaño también importa: si los colocó en el lugar correcto y del tamaño correcto, podría obtener un planeta con una órbita estable.

Si esto no sucediera, las lunas no estarían en la distancia justa proporcional a vuestro planeta y entre sí; en ese caso, tendría temporadas de plantas muy inestables, y las mareas podrían cambiar repentinamente, quizás en algunos casos de manera completamente errática. Podría darle más detalles, pero sin un conocimiento exacto de los tamaños de sus lunas, sus distancias entre sí y del planeta, y el tamaño del planeta, los posibles resultados son demasiado numerosos para enumerarlos.

Este es un comentario glorificado. Discuta las posibles repercusiones de la situación planteada de la pregunta una vez que se haya aclarado.
Todas las posibles complicaciones que mencionó serían excelentes para desarrollar en una respuesta. Si tuviera que entrar en detalles sobre qué tipo de distancias conducen a qué problemas con un sistema, con gusto le daría un voto a favor.