La razón (alternativa) de las estaciones: órbita altamente excéntrica

En la Tierra, experimentamos estaciones debido a la inclinación axial de nuestro planeta.

La Tierra alrededor del sol en cada solsticio y equinoccio

Es un error común pensar que las estaciones son causadas por la distancia de nuestro planeta al sol que cambia a medida que orbita. La distancia de la Tierra al sol cambia a lo largo del año, pero el cambio es demasiado pequeño para tener algún efecto en la temperatura del planeta. De hecho, en el hemisferio norte, la Tierra está más alejada del sol durante el verano.

La Tierra en su órbita mostrando la distancia del sol en verano e invierno

Imagine un planeta habitado similar a la Tierra con una inclinación axial cero (ignorando la oscilación) y una excentricidad orbital mucho más alta que la Tierra (los valores exactos no son importantes en este punto, pero siéntase libre de calcularlos para obtener más felicitaciones). Para este planeta, el "verano" es el tiempo que se pasa más cerca del sol y el "invierno" es el tiempo que se pasa más lejos del sol.

Una simulación de alta potencia de cómo podría verse un sistema de este tipo, renderizado con pintura MS

¿Es esta configuración una explicación factible para las estaciones de un planeta ficticio?

Si es así, ¿en qué se diferenciaría el ciclo estacional del planeta del de la Tierra (en igualdad de condiciones)?
¿Habría alguna noción de un equinoccio?

El solsticio y el equinoccio provienen de la duración variable del día, su falta de inclinación axial elimina eso. Si su distancia varía lo suficiente como para efectuar cambios estacionales, sus estaciones no tendrán la misma duración. El verano será más corto que el invierno, ya que la velocidad orbital será mayor cuanto más cerca esté de la estrella, y más lenta cuanto más lejos esté. Dependiendo de qué tan lejos esté su planeta del primario durante las dos estaciones, podría haber una diferencia bastante grande.
Así es, los días serían todos de la misma duración. Mmm. Podría ser una pregunta de seguimiento interesante para ver qué tipo de astronomía primitiva podría surgir en un planeta así.
@ApproachingDarknessFish Bueno, pueden encontrar la astronomía un poco más aburrida al principio, pero igual de útil.
Esto está un poco fuera de mi experiencia, pero creo que también es posible un escenario adicional: una órbita más elíptica que no sea excéntrica. Tendría dos veranos y dos inviernos al año.
@Dan Henderson No creo que eso funcione ya que el sol siempre está en uno de los focos de la elipse (no en el centro).
@ApproachingDarknessFish ah, sí, después de investigar un poco, veo que tener el sol en el centro interferiría con una trayectoria orbital menos circular. (Además, ahora veo que usé terriblemente mal los términos "elíptico" y "excéntrico" en mi comentario anterior, en relación con el significado que pretendía. Sin embargo, de alguna manera entendiste lo que quise decir de todos modos, ¡así que te felicito por eso!) El orbital el camino será más curvado cuando esté más cerca del sol, no más recto.
Sí. Ese es el planeta Ploor, de la Patrulla Galáctica de EE "Doc" Smith (en realidad Children of the Lens , sexto volumen de la serie).

Respuestas (1)

Sí, son posibles órbitas más excéntricas y puede encontrar o agitar las razones para que permanezca así (por ejemplo, bombeando desde un gigante gaseoso). De hecho, se espera que este sea el caso de los planetas interiores alrededor de tenues estrellas rojas (mucho más cerca que la Tierra de nuestro sol para obtener la misma luz total) cuando un gigante también está presente más lejos. Curiosamente, el día estará sincronizado con el año, y el año será solo de unos pocos días terrestres, por lo que llamaríamos a esa parte del ciclo diurno y no estaciones . De todos modos, es plausible decir que un sistema similar a la Tierra tiene una órbita más excéntrica, y solo los lectores más avanzados cuestionarán la dinámica a largo plazo y la reconciliarán con los modelos de formación actuales.

La gran diferencia que encontrarás será la duración de las estaciones. El planeta se mueve más lento en el otro extremo de la órbita (y viceversa), por lo que tendrás un invierno largo y un verano breve.

En general, tendrá una inclinación axial que también dará un efecto de combinación. Esto cambiará en fase relativa a lo largo de miles de años a medida que el eje avanza. Y el eje del planeta cambia a lo largo de decenas a cientos de millones de años, preguntándose de qué manera, por lo que encontrarlo donde es vertical es una condición temporal y la vida evolucionaría para igualar porque es una escala de tiempo tan larga, pero mostraría el historia de otras inclinaciones.

Para estabilizar la inclinación del planeta, necesitas algo como nuestra gran luna.

Para aprender mucho más sobre estos temas interrelacionados, le sugiero que consulte la serie de coloquios semanales de SETI. Puedes encontrarlos colgados en Youtube.

No te preocupes por la estabilidad de la órbita. La órbita de Marte no es tan excéntrica y ya tiene un efecto bastante notable en las estaciones. Consulte en.wikipedia.org/wiki/Mars#Climate