Estaciones y ciclos día/noche en herradura ¿Mundos habitables?

TL;DR: Las estaciones tendrán diferentes duraciones dependiendo del "lado" de la herradura en el que se encuentre (hay un "lado" lento y otro rápido), y el ciclo día/noche no cambiará.

Para obtener más información sobre las órbitas de herradura, hay estas preguntas y respuestas en physics.SE .

Desde la perspectiva de un marco inercial en coordenadas heliocéntricas, este asteroide [que tiene una órbita de herradura] está en una órbita circular (topológicamente un círculo) alrededor del sol.

Esto significa que las estaciones serán las mismas. Tiene un momento en que estará más cerca del sol (verano) y otro en que estará más lejos (invierno). Dependiendo de su inclinación rotacional, probablemente también tendrá estaciones de otoño y primavera.

Pero la duración de las estaciones será diferente y el orden también puede cambiar. Más sobre eso a continuación.

Probablemente tendrá rotación , por lo que los ciclos de día y noche son un hecho. Dado que es habitable, es crucial que el enfriamiento de la superficie del planeta tenga un ciclo día/noche. Nuevamente, la órbita de herradura no lo afectará la mayor parte del tiempo.

Cuando se acerca al planeta principal, las cosas cambian un poco:

Eventualmente alcanzará a la Tierra, pero no necesariamente es atraído gravitacionalmente hacia la Tierra. Interactúa con el campo de gravedad de la Tierra en su marco con un potencial efectivo y repulsivo (...). El potencial gravitacional más este potencial efectivo empuja al asteroide a un radio orbital más alto. Los puntos de Lagrange L4 y L5 actúan entonces como puntos de atracción en el marco de rotación del asteroide. Su velocidad orbital es ahora más pequeña y se aleja de la Tierra. Eventualmente, la Tierra se acerca al asteroide y el proceso se repite. árbitro.

Las mareas probablemente se volverán más fuertes debido a la interacción de la gravedad.

Debido a que cambiará su velocidad orbital a medida que "rota" alrededor de L4 y L5, la duración de las estaciones también cambiará. Tendrá un ciclo de temporada más rápido y más lento.

En relación con el sol, el planeta nunca cambia de dirección, solo de velocidad. En el ciclo lento, el planeta principal alcanza por detrás y acelera al planeta en órbita de herradura. Entra en el ciclo rápido, cuando da la vuelta a la órbita y se acerca al planeta principal por detrás, cuando ve reducida su velocidad y vuelve a la fase lenta. Todo esto mientras ambos cuerpos orbitan alrededor del sol.

Este es un tipo de órbita de "cazador-cazador". Cuanto más delgada es la herradura, menor es el momento angular L con respecto a la Tierra en una aproximación cercana. Esto significa que la atracción gravitatoria puede volverse más grande. árbitro

Interesante pregunta. AQUÍ se muestra cómo se ve la configuración para las lunas de Saturno, Jano y Epimeteo (de https://en.wikipedia.org/wiki/Epimetheus_%28moon%29#Orbit )

La clave para saber es que los planetas en órbitas de herradura no afectan fuertemente el giro de los demás. Tanto Janus como Epimetheus están bloqueados por mareas con Saturno, lo que significa que siempre muestran la misma cara a Saturno. Entonces, en relación con el Sol, cada luna gira una vez por cada órbita que hace alrededor de Saturno.

Imagine una configuración más general, donde el cuerpo central es una estrella y dos planetas comparten una órbita en una configuración de herradura. Si los planetas están cerca de la estrella, es probable que estén bloqueados por mareas de modo que el mismo lado siempre mire hacia la estrella. Pero los planetas bien podrían girar a un ritmo diferente y eso no se vería afectado por la configuración de herradura. Lo único realmente interesante es lo que señaló Artiflexian, que el otro planeta se agrandaría en el cielo y luego se retiraría.

Es probable que esta sea una configuración muy rara: al ejecutar miles de simulaciones de formación de planetas (mi trabajo diario), solo me he encontrado con esto una o dos veces. Mucho más comunes son los planetas troyanos: configuraciones en las que dos planetas comparten la misma órbita y se mantienen a unos 60 grados de distancia. Para tu información, consulta la segunda parte de esta publicación: https://planetplanet.net/2014/05/22/building-the- ultimate-solar-system-part-4-two-ninja-moves-moons-and-co-orbital-planets/