La órbita de Criomoreth

Esta calculadora le permite calcular la duración de la órbita dado el semieje mayor de la órbita. Para un semieje mayor de 42 au, te da un período orbital de 272 años.

A partir de eso, puede derivar el afelio y el perihelio utilizando las siguientes relaciones :

$R_{min} = a(1-e)$

$R_{max} = a(1+e)$

Dónde$e$es la excentricidad que no proporcionas.

si tomamos$R_{min}= 1 \ au$, obtenemos$e= 1- R_{min}/a = 1-1/42 = 0.976$que dan$R_{max}= 83 \ au$

los escritores interesados ​​en conocer las condiciones necesarias para que los planetas sean habitables deben leer Planetas habitables para el hombre , Stephen H. Dole, 1964, 2007. De lo contrario, correrán el riesgo de estar atrasados ​​cincuenta años en algunas de las historias que escriben.

Supongo que los nativos de Cyromoreth son formas de vida basadas en el carbono que utilizan agua líquida como solvente bioquímico y, por lo tanto, tienen requisitos bioquímicos y ambientales similares a los de los humanos. Si los criomonianos realmente usan metano líquido como solvente en los procesos de vida, algunas de mis conclusiones pueden no ser totalmente válidas.

Aquí hay un enlace a otra pregunta:

https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/190628/mi-planeta-tiene-una-orbita-de-período-largo-cómo-puedo-hacer-que-las-estaciones-cambien-más-rápido-en-o/190660# 190660[1]

La pregunta es sobre un planeta en una órbita de 6,78 años. Eso no es seiscientos setenta y ocho años terrestres, sino seis punto siete ocho años terrestres.

Y mi respuesta a esa pregunta arroja dudas sobre si sería posible tener un planeta habitable para humanos u otra vida terrestre (y no habitable para Eich o Palainians que viven en planetas muy fríos y tienen una bioquímica totalmente diferente a la vida terrestre) con un año que es tan largo como seis punto siete ocho años terrestres.

Y ahora pregunta si un planeta con un año de 273,15 años terrestres, que es 40,287 veces 6,78 años terrestres, que orbita una estrella con aproximadamente una masa solar podría tener temperaturas mucho más calientes que la Tierra en algunos momentos y mucho más frías que la Tierra en algunos momentos. otras veces y por lo tanto promediando cerca de las temperaturas de la Tierra.

La temperatura más baja registrada en la Tierra es - 89,2 C, o - 128,6 F, o 184,0 K. La temperatura promedio en la Tierra en 2017 fue de aproximadamente 58,62 F, o 14,9 C, o 288,05 K. La temperatura más alta en la Tierra fue de 54,0 C, o 129,2 F o 327,15 K.

La diferencia entre 184,0 K y 327,15 K es 143,15 grados K. La mitad de eso es 71,575 grados K. Si se suma a la temperatura más baja registrada en la Tierra, se obtiene una temperatura de 255,575 K, no muy lejos de la temperatura promedio de 288,05 K en 2017.

La pregunta pide un planeta con una temperatura que oscile entre 270 K y 313 K. Esa es una diferencia de 43 K. La mitad de eso son 21,5 grados K. Sumando eso a 270 K da una temperatura promedio más o menos de alrededor de 291,5 K, o 18,35 C, o 65,03 F.

Así, el planeta Criomoreth tendría una temperatura media más o menos ligeramente superior a la temperatura media de la Tierra en 2017 mientras orbita una estrella de masa similar al Sol con un año de 273,15 años terrestres. Dado que la radiación del Sol es la fuente de casi todo el calor de la superficie de la Tierra, debería ser obvio que es casi totalmente imposible.

Los planetas no tendrán una temperatura superficial lo suficientemente constante como para permanecer habitables para la vida durante los miles de millones de años necesarios para que evolucione la vida inteligente, a menos que esas estrellas sean estrellas de secuencia principal que brillen con una luminosidad relativamente estable durante eras geológicas de tiempo.

La masa de una estrella determina principalmente qué tan luminosa será cuando esté en la secuencia principal, aunque su composición química y edad también afectarán su luminosidad. Todas las estrellas de la secuencia principal con la masa del Sol tendrán aproximadamente la misma luminosidad que el Sol mientras estén en la secuencia principal. Entonces, tener un planeta en órbita alrededor de una estrella de secuencia principal con la masa del Sol y un año 273,15 veces más largo que el año de la Tierra, y por lo tanto orbitando mucho más lejos de esa estrella, y aún así tener un rango de temperatura similar al de la Tierra, es bastante mucho imposible.

Hay una salida. Después del final del período en que el Sol es una estrella de secuencia principal, se hinchará hasta convertirse en una estrella gigante roja y su luminosidad se multiplicará. Por lo tanto, un planeta que solía ser extremadamente frío y demasiado frío para la vida del tipo de la Tierra se volverá mucho más cálido, tal vez lo suficientemente cálido como para tener el mismo rango de temperatura y temperatura promedio que el deseo de Cyromoreth.

Incluso antes de que se convierta en una gigante roja, la luminosidad del Sol casi se habrá duplicado y la Tierra recibirá tanta luz solar como la que recibe Venus hoy. Una vez que el hidrógeno del núcleo se agote en 5.400 millones de años, el Sol se expandirá a una fase subgigante y lentamente duplicará su tamaño durante aproximadamente 500 millones de años. Luego se expandirá más rápidamente durante unos 500 millones de años hasta que sea doscientas veces más grande que hoy y un par de miles de veces más luminosa. Esto luego comienza la fase de rama gigante roja donde el Sol pasará alrededor de mil millones de años y perderá alrededor de un tercio de su masa.[129]

https://en.wikipedia.org/wiki/Sun#After_core_hydrogen_exhaustion[2]

Así que el Sol será una estrella gigante roja con unas 2.000 veces su luminosidad actual durante unos mil millones de años, miles de millones de años en el futuro. La distancia desde el Sol en la fase de gigante roja que un planeta tendría que orbitar para recibir tanta radiación del Sol como la que recibe la Tierra ahora debería ser aproximadamente la raíz cuadrada de 2000 veces una Unidad Astronómica (AU) el radio de la órbita de la tierra.

La raíz cuadrada de aproximadamente 2000 sería aproximadamente 44,721, por lo que si Cryomoreth orbita una estrella gigante roja con aproximadamente la masa del Sol y aproximadamente 2000 veces la luminosidad actual del Sol, tendría que orbitar a una distancia de aproximadamente 44,721 AU de su estrella. La duración del año de Criomoreth sería la misma que la del año de un planeta que orbita alrededor del Sol a una distancia de aproximadamente 44.721 AU.

El planeta más exterior de nuestro sistema solar, Neptuno, orbita alrededor del Sol con un perihelio de 29,81 UA y un afelio de 30,33 UA, y un semieje mayor de su órbita de 30,7 UA, y tiene un año de 164,8 años terrestres.

Una mejor comparación es el antiguo planeta Plutón, que tiene un perihelio de 29,668 UA y un afelio de 40,309 UA, y un semieje mayor de su órbita de 39,482 UA, y tiene un año de 247,94 años terrestres. Plutón tiene una órbita muy excéntrica como Crymoreth.

El planeta enano Haumea se parece más a Cryomoreth que Plutón. Tiene un perihelio de 34,767 UA y un afelio de 51,989 UA, y un semieje mayor de su órbita de 43,181 UA, y tiene un año de 283,77 años terrestres. Haumea tiene una órbita muy excéntrica como Cryomoreth.

Entonces, como una aproximación de primer orden de criomoreth, un planeta lo suficientemente grande como para ser habitable, con una órbita similar a la de Haumea, podría tener una duración de año similar a la de Cyromoreth y posiblemente experimentar el rango de temperatura deseado para Cyromoreth, mientras orbita una estrella. con la masa del Sol - cuando, y sólo cuando, esa estrella se encuentra en la fase de gigante roja de su evolución y brilla con una luminosidad de unas 2.000 veces la del Sol.

Debo decir que cuando comencé esta respuesta no esperaba que un mundo como Cyromoreth fuera tan posible como indican mis cálculos aproximados.

Pero hay un defecto con esto. Se espera que el Sol sea una gigante roja durante unos mil millones (1.000.000.000) de años. Ese es un período de tiempo inimaginablemente largo. Sin embargo, la Tierra tardó varias veces más en volverse habitable para los grandes animales que respiran oxígeno. Entonces, si la vida en Cyromoreth comienza solo cuando es calentada por la estrella gigante roja, esa estrella no debería permanecer como una estrella gigante roja el tiempo suficiente para que la vida inteligente evolucione en ella.

Una forma de sortear eso sería que una civilización extremadamente avanzada moviera el planeta Criomoreth, que ya tiene formas de vida, de una órbita más cercana a su estrella a una mucho más amplia a medida que su estrella se expande en luminosidad, lo que permitiría que las formas de vida en Cryomoreth continúen viviendo y evolucionando y eventualmente evolucionando vida inteligente.

¿Por qué no descartar el requisito de que Cyromoreth orbite una estrella con la masa del Sol, y hacer que cryomoreth orbite una estrella de secuencia principal mucho más masiva con miles de veces la luminosidad del Sol? Hay muy pocas estrellas con una luminosidad superior a un millón de veces la del Sol, en la zona habitable de esas estrellas debería estar unas mil veces más lejos de esas estrellas que la zona habitable del Sol. Entonces, una estrella no tendría que ser la estrella más masiva y luminosa que se sabe que tiene planetas en su zona habitable que tenía años incluso más largos que 273,15 años terrestres.

Pero esas estrellas consumen su combustible nuclear extremadamente rápido. Los cálculos indican que las estrellas de secuencia principal más masivas y luminosas que podrían durar lo suficiente como para que sus planetas se vuelvan habitables para humanos o seres con requisitos similares, serían estrellas de secuencia principal de clase espectral F, y las más luminosas de ellas son solo unas pocas. veces más luminosa que el Sol, ciertamente no lo suficientemente luminosa como para tener años de más de una pequeña fracción de 237,15 años terrestres.

los escritores interesados ​​en conocer las condiciones necesarias para que los planetas sean habitables deben leer Planetas habitables para el hombre , Stephen H. Dole, 1964, 2007. De lo contrario, correrán el riesgo de estar más de cincuenta años atrasados ​​en las historias que escriben.