¿Gravedad/Ecosistema en un planeta con forma de maní?

Desde una perspectiva de ingeniería, no creo que tu planeta pueda existir. El problema es que dos planetas, incluso del tamaño de Marte, que se acercaron tanto, finalmente colisionarían violentamente, no solo se fusionarían en los bordes exteriores. Si eso sucediera, probablemente terminarías con un planeta grande y una luna cercana de tamaño proporcionalmente grande.

De hecho, creemos que esto ya sucedió en nuestro sistema solar, más cerca de casa de lo que crees.

En la hipótesis de un planeta con forma de cacahuete, la banda 'estrecha' entre los dos planetas unidos tendría que ser extremadamente densa y fuerte para evitar que los dos globos se acerquen más el uno al otro. Incluso suponiendo que este fuera el caso, la cantidad de presión tectónica en la superficie de tal planeta sería extrema y eso significaría erupciones volcánicas masivas y similares de forma regular.

Dependiendo de en qué eje ocurriera la rotación de dicho planeta, también habría patrones climáticos problemáticos e incluso problemas potenciales para retener una atmósfera en primer lugar. Si girara con los dos globos en órbita entre sí, por ejemplo, la velocidad angular en los puntos del 'ecuador' podría ser suficiente para perder la atmósfera al espacio en este modelo, aunque no he realizado ningún cálculo matemático para probar esta hipótesis porque sería dependen del tamaño y la masa de ambas 'mitades' planetarias y de la longitud de la pieza de unión.

En última instancia, sospecho que tal planeta se desgarraría y se reformaría como una pareja de planeta / luna, destruyendo toda la vida en la superficie en el proceso (pero potencialmente proporcionando un mundo para que se forme nueva vida de manera más convencional).

Pero por el bien del argumento
, si tuviera que diseñar un planeta así, la única forma en que puedo ver que podría haberse formado en primer lugar y mantener su forma sería dos cuerpos celestes que se acercaran entre sí desde direcciones opuestas MUY rápidamente. Esto significa que uno tendría que haber estado orbitando el sol en retrógrado; ¿Quizás una captura extrasolar? Luego, en lugar de chocar de frente, golpéense de refilón.

Necesito enfatizar aquí que incluso esto probablemente resultaría en una colisión masiva que rompería ambos planetas, pero en este caso voy a suspender la incredulidad de la ciencia dura y especular un poco.

Digamos por el bien del argumento que los planetas viajaban TAN rápido entre sí que su atracción gravitatoria mutua los hace girar juntos y convierte el momento entre los dos planetas en momento angular entre ellos. Es posible que termines con los planetas lo suficientemente cerca como para fusionarse, pero que el giro generado sea suficiente para mantener separados los dos núcleos. Esto haría que la rotación del planeta estuviera en el eje que describe la fusión de los dos planetas, lo que significa que continuarían "orbitando" entre sí muy rápidamente, contrarrestando la fuerza gravitatoria que une a los dos planetas.

Si esto sucediera, los planetas tendrían que estar girando tan rápido que dudo que puedan acumular una atmósfera razonable. Puede que eso no excluya la vida, pero excluiría la vida compleja basada en tierra. Dicho esto, de nuevo es posibleque podría retener alguna forma de océano (el agua es miles de veces más densa que el gas, por lo que está menos sujeta a ser arrojada), aunque este tipo de rotación conduciría a la acumulación de agua en ambos extremos del 'maní', que esencialmente forma un fragmentado ecuador (este efecto ocurre en la Tierra hoy, por lo que no hay mucha tierra justo en el ecuador de la Tierra). Estos dos 'océanos' podrían permitir una vida acuática compleja si tuvieras una flora oceánica que oxigenara el agua, pero probablemente encontrarías dos hábitats evolutivos completamente diferentes en ambos extremos del maní. Es poco probable (a menos que de alguna manera pueda poner una atmósfera en el medio del maní) que tenga vida atravesando entre los dos biomas diferentes.

Además, los dos cuerpos que se orbitan entre sí de manera efectiva significarían que sus núcleos podrían acumular un giro MASIVO, generando un campo magnético increíble en cada extremo del maní. Si esos campos estuvieran armonizados, sería un campo muy interesante para 'ver' y apoyaría aún más cualquier vida extremófila en ese cuerpo planetario al evitar los rayos cósmicos. Si NO estuvieran armonizadas (mucho más probable), las auroras y similares visibles desde el área fusionada del planeta maní serían simplemente espectaculares. Tendrías una industria turística construida allí mismo.

En última instancia, sin embargo, el momento angular finalmente comenzaría a desvanecerse y tendría inestabilidad tectónica y el planeta eventualmente colapsaría. Incluso la Tierra ha disminuido considerablemente su rotación desde el evento que creó la Luna, lo que demuestra que con el tiempo este modelo resultaría insostenible. Dicho esto, podría llevar mil millones de años colapsar finalmente. En ese momento, ambos biomas descritos ya podrían tener alguna forma de vida interesante en ellos (que finalmente no sobreviviría al colapso)

Precisamente cómo se formaría ese mundo es, por decir lo menos, difícil de resolver. Dos planetas que colisionan sin ser capturados primero en la órbita del otro ciertamente no lo harían, al menos, no en un solo paso. ¡ Tal es una colisión que es cualquier cosa menos "pasiva"! Como sugirió Tim B, es mucho más probable que resulte en la vaporización de una gran parte de ambos planetas y la creación de un sistema de anillos y/o luna. Sin embargo, si la luna resultante es lo suficientemente grande como para que esencialmente termines con dos nuevosplanetas que se orbitan entre sí, ese podría ser un buen lugar para comenzar. O algún otro método para capturar dos planetas en la órbita de cada uno. En ese punto, solo necesita algún mecanismo para robar el momento angular del sistema, acercándolos lentamente, hasta que se distorsionen bajo su gravedad mutua y comiencen a fusionarse. Deben tener un tamaño bastante similar para que esto funcione, ya que de lo contrario un cuerpo simplemente se dividirá en un sistema de anillos cuando cruce su límite de Roche con respecto al otro, y drenando suficiente momento angular a través de procesos naturales queda como un ejercicio para el lector.

En general, sin embargo, pasaría por alto cómo llegó a existir el planeta en primer lugar, dejando eso como un misterio (tal vez incluso uno en el que cuelgas una pantalla de lámpara, solo para que los lectores sepan que sabes que es una cosa, y lo dejan de lado a propósito en lugar de ignorarlo), y se centran en las características del mundo tal como es , asumiendo que existe . Después de todo, ese enfoque funcionó bien para Robert Forward en Rocheworld (también conocido como El vuelo de la libélula ) y secuelas.

El "cuello" de un mundo de maní no tiene que ser excepcionalmente fuerte. De hecho, puede estar hecho de cualquier cosa, incluso agua o simplemente aire (en cuyo caso, el sistema se conoce convencionalmente como rocheworld, como la novela del mismo nombre). Esto se debe a que la forma de un maní es, de hecho, una superficie equipotencial gravitatoria; es decir, cada punto en la superficie idealizada tiene el mismo potencial gravitacional y no quiere "caer" en ningún lado, por lo que no se necesita fuerza estructural para soportarlo. Eso también significa que el agua no fluirá preferentemente a ninguna región importante en particular, y de manera realista puede colocar los océanos en cualquier lugar que desee. En lo que se refiere al agua, no hay razón para fluir hacia los polos exteriores sobre el cuello, o viceversa. Ambos tienen el mismo potencial gravitatorio.

Ahora podría pensar "¡eso no tiene sentido! ¡Seguramente los dos lóbulos se atraen gravitacionalmente entre sí!" Y de hecho lo son. El problema es que tal superficie equipotencial solo existe si el cuerpo gira lo suficientemente rápido, de modo que la fuerza centrífuga equilibre esa atracción mutua. En efecto, las dos mitades deben orbitar una alrededor de la otra, lo suficientemente cerca como para que se toquen. Y, de hecho, conocemos objetos astrofísicos que actúan así: se llaman estrellas binarias de contacto excesivo y, de hecho, son estrellas con forma de maní (los procesos que forman estrellas binarias de contacto excesivo, lamentablemente, no son fácilmente aplicables a los planetas sólidos). ).

De hecho, por encima de una cierta velocidad mínima de giro, las formas esferoides achatadas que normalmente asociamos con los planetas se vuelven inestables, por lo que si puede encontrar una manera de comenzar con un planeta normal y luego girarlo hasta velocidades ridículamente altas, eso te daría una forma de formar un planeta maní.

Entonces, el planeta maní necesariamente tendrá días muy cortos. Como, en el orden de los minutos en lugar de las horas. Como tal, es poco probable que obtenga formas de vida que se adapten al ciclo diurno como lo hacen aquí en la Tierra.

La región del cuello y, en general, todas las partes no convexas o que miran hacia adentro del maní (es decir, cada parte de la superficie que no es contigua a la cubierta convexa de toda la superficie), también tenderán a estar más frías que los polos que miran hacia afuera. --y esto se suma a la disminución habitual de las temperaturas hacia los polos--porque están sombreados por la masa de los lóbulos.

También puede esperar algunos patrones de viento bastante extraños, debido a la combinación de alta velocidad de giro, forma no trivial para que el aire fluya y distribución de calor no trivial alrededor de esa forma, pero no tengo ni cerca de la experiencia para describirlos con precisión. . Sin embargo, en el nivel más grueso, suponiendo que el planeta es aproximadamente tan "grueso" como la Tierra, a través del eje corto de uno de los lóbulos, esperaría más y más delgadas (es decir, cubriendo menos latitudes) células principales de circulación, con predominio más fuerte. vientos El efecto de Coriolis también sería intenso, por lo que puede esperar muchas tormentas ciclónicas, pero no grandes huracanes monolíticos (porque si fueran demasiado grandes, tendrían que cruzar los límites de las celdas).

Ahora, la superficie es un potencial equi , pero eso no significa que haya igual fuerza gravitacionalEn todas partes. La fuerza es el gradiente de potencial, y aunque el valor del potencial puede ser el mismo en todos los puntos de la superficie, su gradiente no lo es. Tendría la gravedad más alta en los polos norte y sur de cada lóbulo, y la gravedad más baja a lo largo del ecuador. Además, la gravedad disminuirá desde los polos exteriores a lo largo del ecuador hasta el punto central del cuello. La gravedad más baja estaría en el centro del cuello en el ecuador, y los polos del cuello tendrían una gravedad ligeramente superior. Dependiendo de qué tan estirado o aplastado esté este maní en particular, las diferencias totales podrían ser muy grandes (como 2 g en los polos lobares y una décima de g en el cuello) o relativamente pequeñas (como, digamos, 1/5 de diferencia de g entre las áreas de gravedad más alta y más baja). Cuanto más extendido está el planeta, y, por lo tanto, cuanto mayor sea la varianza, más se esperaría que tanto los animales como las plantas estuvieran especialmente adaptados a condiciones gravitacionales específicas. Tenga en cuenta que las áreas de menor gravedad, sin embargo, son relativamente pequeñas; la gravedad cae bastante rápido a medida que te mueves de la superficie interior convexa de un lóbulo a las superficies cóncavas que conducen al cuello. Si bien los dos lóbulos podrían tener una gravedad promedio significativamente diferente entre ellos, la variación total en la gravedaden un lóbulo , fuera de las regiones cóncavas del cuello, será bastante pequeño.

Anexo: puede parecer que la alta velocidad de rotación de un planeta de este tipo puede impedir que tenga una atmósfera particularmente espesa, ya que a cierta altitud cualquier aire en co-rotación estaría en órbita, y por encima de esa altitud sería expulsado activamente. El truco consiste en asegurarse de que el planeta en su conjunto tenga una velocidad de escape lo suficientemente alta y puntos de Lagrange lobulares suficientemente distantes, de modo que pueda mantener una atmósfera suficientemente profunda por debajo del nivel de escape y asegurarse de que una fracción alta de las moléculas de aire que pueden escapar. Sin embargo, un lóbulo permanece en órbita, para ser recapturado más tarde (esto es similar al fenómeno del toro gaseoso que se observa alrededor de las lunas gigantes gaseosas, en particular Io). En el caso de un rocheworld, donde el puente está hecho completamente de aire, los puntos de Lagrange están necesariamente dentro de la atmósfera; No estoy seguro de cómo explicar en detalle cómo un mundo así es capaz de retener el aire a largo plazo, pero Robert Forward pensó que era posible y, en general, estoy dispuesto a ceder ante él en tales asuntos. Además, el hecho de que las estrellas binarias de sobrecontacto mencionadas anteriormente no estén rodeadas universalmente por nebulosas espirales es una evidencia empírica del mundo real de que el mundo del maní puede retener gas, incluso cuando los puntos lobares de Langrange sondentro de la envoltura de gas; solo necesita una gran velocidad de escape, lo que no implica necesariamente una gran gravedad superficial, especialmente cuando tiene la masa total de dos lóbulos que contribuyen a su velocidad de escape mutua, pero no a la gravedad superficial de los demás.