Órbita estable alrededor de un magnetar

Estoy trabajando en un escenario para un juego de rol y estoy tratando de construir mi planeta para que sea único e interesante, pero también semi plausible. Mi pregunta es, ¿podría tener un planeta en órbita estable alrededor de un magnetar que sustentara la vida tal como la conocemos, una especie de tierra, y cuáles serían los efectos en el planeta?

Sé que los magnetares tienen una vida útil corta durante la cual son altamente magnéticos, pero este planeta habrá sido un experimento de alguien. Así que han estabilizado la estrella para que permanezca como está, produciendo un fuerte campo magnético. También me gustaría que el planeta tuviera algunas lunas, pero quiero que el planeta orbite en ángulo recto dentro de la región donde interactuarían los dos campos gravitatorios.

Mis pensamientos sobre posibles ramificaciones me llevan a un par de cosas. Rocas viajeras que son naturalmente magnéticas, posiblemente masas de tierra flotantes, dependiendo de la fuerza del campo, una especie de tipo animal que tiene un sentido perfecto de ubicación debido a la sensibilidad magnética, y quizás viaje a través de naves magnéticas que viajan en el campo.

EDITAR: Otra nota, si hay una forma diferente de obtener los efectos que estoy buscando, masas de tierra flotantes y demás, además de orbitar un magnetar, estoy interesado en saberlo.

Tendrías que lidiar con la radiación de rayos X y gamma de alta energía para empezar... No recuerdo haber oído hablar de una magnetar antes, ¡así que gracias por eso!
nightninja y @AndyD273, las magnetares son divertidas (al menos, eso creo), principalmente porque tienden a desgarrar átomos. Dudo que pueda existir un planeta en lo que sería la zona habitable de un magnetar.
Además, hay varias especies de animales en la Tierra que usan electro/magnetismo. Se cree que los tiburones martillo navegan utilizando el campo magnético de la Tierra, por ejemplo. Así que esa parte de tu pregunta es concebible.
@Frostfyre ¿Son diferentes a otras estrellas de neutrones? Pensé que todo lo que se acercaba a una estrella de neutrones se aplastaba hasta convertirse en neutronio. Podría estar pensando en otra cosa... Incluso si pudiera existir un planeta en esa área, y si la radiación no esterilizara la vida, debes preguntarte qué harían los campos magnéticos tan fuertes. En Blindsight, el autor tiene fuertes campos magnéticos que interrumpen las señales del cerebro/nervio humano, causando ceguera temporal y esas cosas. Y Crichton enumeró evidencia de que los campos magnéticos fuertes podrían encoger cosas... por lo que vale.
@AndyD273 Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones; son los objetos más magnéticos del universo que conocemos.
@Frostfyre: ¿Podría usar un tipo diferente de estrella con un campo magnético más débil? ¿O se ha estabilizado la magnetar durante su proceso de degradación natural para que el campo sea más débil?
Para ser honesto, no puedo decir. No estoy en ninguna parte dotado en astrofísica. HDE es (él editó su pregunta), por lo que es posible que vea algo de él más tarde. Además, ya que has etiquetado dragones y estás buscando otras soluciones: ¡magia!
@Frostfyre: Sí, puedo hacer magia, pero estoy tratando de vincular la magia con la ciencia. Así que hay una razón científica por la que todo esto funciona, pero la gente que vive allí lo ve como magia. Eventualmente, estas cosas se resolverán.
¿Podría tener una órbita estable? Absolutamente, como alrededor de cualquier otro púlsar (ver esta pregunta, especialmente la respuesta de Samuel ). ¿Podría sostener la vida? Eso es diferente. Supongo que no, porque no hay una buena fuente de calor/luz (de la estrella central, aunque podría haber calentamiento por marea, como en el caso de Europa). En realidad, esa podría ser su mejor apuesta: calentamiento por mareas en una luna gigante gaseosa lejana, pero protegida de la radiación, etc. por una gruesa capa de hielo.
Dudo mucho que pueda existir un planeta similar a la Tierra alrededor de un púlsar (y mucho menos un magnetar), debido a la baja luminosidad; nuevamente, necesita una fuente de calor/luz, y este remanente estelar/estrella no será suficiente. En cuanto a evitar que el campo magnético decaiga. . . Me pondré en contacto con usted en eso. Se necesitarían circunstancias drásticas para detener eso, posiblemente incluyendo un encuentro catastrófico o algún otro evento exótico.
@HDE226868: ¡Gracias por la ayuda! Si puedo hacer que esto funcione, increíble, de lo contrario, está a punto de convertirse en un planeta artificial con extraños campos magnéticos y gravitacionales. Porque entonces puedo agitarlo todo como superciencia.
El planeta similar a la tierra habría sido borrado por los eventos masivos de energía que crearon el púlsar o magnetar en primer lugar. No hay ningún mecanismo para que las cosas se desarrollen después de eso.
@Oldcat: ¿Qué pasaría si tuviera el planeta construido artificialmente? Entonces solo necesito saber si funciona en teoría.
@Oldcat No necesariamente. Los planetas púlsar existen. Los planetas púlsares habitables podrían ser otra cosa. Otro mecanismo (de nuevo, no bueno para la habitabilidad) es la captura gravitacional después de la interacción con otro cuerpo.
Aquí hay un documento relevante que podría ayudarlo a descubrir los cambios en el campo magnético (y las formas de hacerlo crecer en fuerza): ptps.oxfordjournals.org/content/70/35.full.pdf .

Respuestas (5)

Hay una serie de problemas, vamos a resolverlos uno a la vez:

Tener un planeta en primer lugar:

Si el planeta fue capturado por Magnetar después de que se formó, eso explicaría que sobrevivió a la supernova. Necesitaría algunas interacciones interesantes para explicar una órbita no elíptica estable, pero teóricamente es posible que ocurra la captura.

Proporcionar luz y calor:

El Magnetar no lo hará. Tu tienes dos opciones aquí:

  • Calentamiento interno del planeta por fuerzas gravitatorias o magnéticas: esto le daría una capa de hielo con agua líquida debajo.
  • Un sistema binario con otra estrella y el Magnetar orbitando esa otra estrella. Su planeta podría orbitar el Magnetar u orbitar el binario combinado. De cualquier manera, obtendrás variaciones de temperatura dependiendo de tu distancia a la estrella de luz.

Tenga en cuenta que la investigación de Magnetar ha sugerido que, en primer lugar, puede ser necesario un par binario para que Magnetar se forme, o que los ayudaría a formarse de todos modos.

No ser destrozado por el campo magnético.

Esto es difícil de responder, pero recuerda que la fuerza del campo varía para diferentes Magnetares y también que cuanto más lejos estés del Magnetar, más débil se volverá el campo. En otras palabras, solo necesita mover el planeta hasta que esté lo suficientemente lejos de la estrella para sobrevivir.

Ramificaciones:

Rocas viajeras que son naturalmente magnéticas Depende de lo que entiendas por viajar, es posible que las rocas magnéticas sean arrastradas por el suelo o incluso actúen como mareas en un océano bajo la influencia del campo.

posiblemente masas de tierra flotantes, dependiendo de la fuerza del campo No. Lo siento. Eso nunca sería estable. O volarían por los aires o caerían al suelo.

una especie de tipo animal que tiene un sentido perfecto de ubicación debido a la sensibilidad magnética

Altamente improbable, ya que la sensibilidad magnética solo le permitiría detectar dónde está Magnetar, y el planeta se mueve constantemente a través del campo de agnetars.

viajan a través de naves magnéticas que viajan en el campo.

Ligeramente más plausible que la tierra flotante, ya que puedes tener algo trabajando activamente para estabilizarlos. Sin embargo, todavía no tiene mucho sentido. Tienes un campo magnético poderoso, pero el planeta ya se está moviendo a través de él a una velocidad masiva. Sin embargo, probablemente podrías generar electricidad a partir de él...

Su pregunta de cómo si no podría ser cubierta aquí: ¿Qué podría causar que las formaciones rocosas (pequeñas piedras, cantos rodados, islas...) leviten?

¡Gracias! Voy a echar un vistazo a ese otro enlace. Me inclino por un planeta artificial que orbita una estrella regular, de esa manera puedo explicar muchas cosas. Veremos, sin embargo, todavía en la fase de lluvia de ideas.

Si estás tan cerca del magnetar que la estrella produce suficiente calor y luz para crear regiones templadas, estamos pensando en varios millones de kilómetros de distancia de la estrella.

El planeta estará bloqueado por mareas, uno de frente al magnetar y el otro de espaldas. El hidrógeno del planeta se eliminará muy rápidamente en el lado iluminado por el sol; en el lado iluminado por el sol, la radiación será algo comparable a un alto horno situado dentro de Chernobyl cuando se está derritiendo. Eso es letal. Sin embargo, el lado oscuro tendrá una atmósfera muy oxigenada. Este planeta será bañado en partículas, lo que es plausible para producir una especie de efecto industrial. La iluminación en el lado oscuro puede ser causada por un brillo de magnetosfera (aurora equatorialis) que llega a todo el planeta. El calor lo proporciona la convección atmosférica, es decir, las tormentas y la lluvia. Sería un mundo con muy poco coriolis. El paisaje sería material depositado tras una supernova,

No puedo racionalizar la existencia de cosas flotantes de Pandora.

Tienes un gran problema con las mareas.

He visto estrellas de neutrones enumeradas con una luminosidad de 1E-6 del sol. Trabajemos a partir de eso y veamos qué sucede.

La energía va a la raíz cuadrada de la distancia, por lo que necesitamos ser una raíz cuadrada (1E-6) de la distancia a la que está la Tierra: 1/1000 de la distancia.

Las mareas, sin embargo, van a la raíz cúbica de la distancia. Por lo tanto, nuestro planeta experimenta una marea solar 1000 veces mayor que la que experimenta la Tierra. En la Tierra, la marea solar promedio es de 25 cm. Eso significa que en tu planeta hay 250 m.

No es posible, porque si estás lo suficientemente cerca para el calor, toda la materia compuesta por enlaces químicos se tritura porque el campo magnético de los magnetares robaría los electrones rompiendo todos los enlaces químicos. Si está lo suficientemente lejos como para que exista un enlace químico, entonces no tendría suficiente calor, por no decir que incluso si los enlaces químicos pueden ocurrir, sería difícil para cosas como las neuronas trabajar bajo tal campo magnético, y probablemente las reacciones químicas no funcionarían muy bien, porque la interferencia del campo magnético, por lo tanto, no permite que la ciencia de la vida la vida se base en muchas reacciones químicas.

Los magnetares son el objeto celeste más peligroso y peligroso que puede estar alrededor, sería mucho más seguro estar orbitando un agujero negro.

Si desea algo similar a un magnetar pero más amigable con la vida, puede probar con estrellas de neutrones, después de que todos los magnetars son una clase especial de estrellas de neutrones, pero no todas las estrellas de neutrones son un magnetar, y una estrella de neutrones aún sería genial y peligroso. pero todavía sería probable que sustentara la vida.

En general, una magnetar no es una buena idea, una magnetar no tiene un "campo magnético fuerte", tienen un campo magnético que es impensablemente alto.

Para que lo entiendas, para levitar una rana en el aire necesitas 16 tesla, porque con un campo magnético tan fuerte hasta el agua se vuelve magnética, una magnetar tiene campos magnéticos que rondan entre 1.000.000 tesla y 1.000.000.000.000 tesla. un 16 tesla es un "campo magnético fuerte", 1 millón de tesla no es un "campo magnético fuerte" es un monstruo peor que un agujero negro.

TL;DR No, la vida no podrá sobrevivir en un planeta que orbita un magnetar, incluso si el planeta está en una órbita muy lejana, y de alguna manera tiene una forma interna de calentarse y tiene sus propias formas de proporcionar luz a mismo, incluso tan lejos, el campo magnético seguiría enredando lo suficiente con la reacción química para que las reacciones químicas requeridas para la vida fallaran constantemente y por lo tanto provocaran la muerte en unas pocas horas, y eso es para la vida que viene de fuera del magnetar, sería imposible para que la vida se produzca en tal planeta o se reproduzca si se trae de otro lugar

Es sorprendentemente difícil obtener efectos magnéticos significativos de un magnetar en un planeta en órbita. Lo sé porque desarrollé mi propio entorno que involucraba un planeta magnetar, hice un montón de cálculos y hablé con un astrofísico especializado en estrellas de neutrones para verificar mi trabajo. Sin entrar en todos los detalles matemáticos desordenados, te daré las conclusiones de alto nivel.

Los problemas son triples:

  1. Debido a que son dipolares, los campos magnéticos caen proporcionalmente al cubo inverso de la distancia. Hay una distancia mínima a la que un planeta puede orbitar definida por el límite de Roche, y está lo suficientemente lejos como para que incluso los campos extremos de un magnetar ya no sean tan impresionantes . Sí, si arreglas las cosas correctamente, puedes terminar con un planeta donde la memoria magnética de la computadora es inútil, porque el campo ambiental la reinicia todo el tiempo... pero eso no toma mucho, y ciertamente no terminará con rocas flotantes, vehículos prácticamente levitando o inducción eléctrica localmente significativa. La navegación magnética biológica está bien, pero no necesitas un magnetar para eso: los organismos terrestres ya pueden hacerlo.

  2. En un universo newtoniano más electromagnetismo, podrías imaginar una magnetar con un campo tan colosalmente grande que todos los problemas de (1) se resuelven. Sin embargo, todavía tiene varios subproblemas:

    una. La levitación magnética depende de un gradiente de campo, no de una intensidad de campo constante. El gradiente del campo magnético de una magnetar sobre la superficie de un planeta será pequeño, sin importar qué tan fuerte sea el campo, y muy variable en dirección con respecto al suelo. Además, la levitación magnética estática es inestable, por lo que no obtendrás rocas que floten naturalmente, y mucho menos continentes, a menos que estén compuestos de algún tipo de superconductor natural.

    b. Si el campo magnético de la magnetar no está exactamente alineado con su eje de rotación, y si el planeta no orbita exactamente en el plano ecuatorial de la magnetar, terminará con un campo magnético que oscila rápidamente en todo el planeta, lo cual no es útil para levitando cosas continuamente y dará como resultado un calentamiento significativo y un arrastre magnético. El calentamiento puede ser algo bueno, pero el arrastre magnético hace que este sea un escenario inestable: el planeta se moverá rápidamente a una órbita más alta donde los efectos magnéticos son insignificantes.

  3. En realidad, no vivimos en un universo newtoniano. Lo que significa que tenemos que considerar los efectos del cilindro de luz, el cilindro definido por el radio desde el eje de rotación de la estrella en el que un objeto que co-rota con el magnetar tendría que moverse a la velocidad de la luz. Bien dentro del cilindro de luz, el campo magnético se aproxima bien a un campo clásico giratorio, pero a medida que se acerca al cilindro de luz, el campo se distorsiona mucho y se "corta" efectivamente en esa superficie. Fuera del cilindro de luz, el campo en el plano ecuatorial de la estrella es efectivamente cero y sigue una función bastante compleja de latitud estelar, radio central e inclinación magnética por encima y por debajo de ese plano. Entonces, si el planeta orbita en el plano ecuatorial del magnetar, no verá efectos magnéticos significativos en absoluto;