¿Podría un planeta habitable bloqueado por mareas tener un ciclo diurno y nocturno causado por la excentricidad de su órbita?

Estoy tratando de pensar en formas en que un planeta habitable bloqueado por mareas podría tener algo que se asemeje a un ciclo día/noche. Las sombras causadas por cualquier luna están fuera de discusión.

Hipotéticamente, ¿podría el planeta tener una órbita tan excéntrica y rápida que sus días ocurran cuando se acerque a su perihelio y sus noches cuando se acerque a su afelio?

Así que digamos que el planeta orbita la estrella en 24 horas y tiene un año de 24 horas. En un punto, el planeta está tan cerca de la estrella que el sol brilla en el cielo y el lado que mira hacia la estrella experimenta un hermoso día. Luego, a medida que el "año" llega a su fin, el planeta orbita más y más lejos hasta que el sol se oscurece tanto que hay una noche universal.

¿Es factible una órbita como esta? Quiero que el planeta siga siendo habitable. ¿Podría un planeta orbitar tan rápido, incluso si la estrella es pequeña? ¿Hay alguna manera de que esto pueda ocurrir sin causar temperaturas extremas mortales? Francamente, ¿es esta una posibilidad realista?

Órbitas más rápidas significan órbitas más cercanas. Las órbitas más cercanas significan una estrella mucho más pequeña/menos energética para mantener el planeta en un rango habitable. No estoy seguro de que haya una estrella que sea lo suficientemente pequeña para una duración de día semi-razonable.
¿Por qué querer tener un planeta bloqueado por mareas cuando quieres un ciclo día-noche? no tiene sentido
Nemesis, de Isaac Asimov, (spoiler viene) presenta un satélite habitable del tamaño de la Tierra a un gigante gaseoso. A pesar de estar bloqueado por mareas con el gigante gaseoso, obtiene una exposición cíclica a la estrella.

Respuestas (4)

No sé si tal excentricidad es posible dado un planeta bloqueado por mareas. Por qué ? Porque significaría una rotación planetaria irregular. Un planeta bloqueado por mareas todavía está girando, la cosa es que su rotación tiene la misma duración que un año.

Si tienes demasiada excentricidad, el planeta no siempre puede mirar al sol desde el mismo lado. Si este fuera el caso, mientras esté lejos de su sol, el planeta pasará mucho más tiempo mirando en una dirección y luego caerá al perigeo a gran velocidad, girando así más rápido para mantener el sol a la vista. Eso no va a suceder.

La gran pregunta es: ¿dónde está tu zona de habitabilidad? El más fácil y probable está en el "anillo crepuscular". Si es así, vea las respuestas a Planet Tidally-Locked a su estrella que tiene ciclos de día / noche de eclipse.

Si su planeta es habitable en todas partes (todavía es bastante posible con un sistema meteorológico lo suficientemente bueno), entonces, por definición, un planeta bloqueado por mareas tendrá dificultades para tener ciclos de día/noche... A menos que...

¿Recuerdas el problema con la excentricidad?

Si tienes demasiada excentricidad, el planeta no siempre puede mirar al sol desde el mismo lado. (citando de la misma respuesta, verifique)

Entonces tendrías un planeta de "día igual a año", no bloqueado por mareas en el sentido habitual, pero con un movimiento proporcional a su excentricidad. Vea la libración de la Luna como un ejemplo, pero con mayor movimiento.

Wikipedia:

La libración en longitud resulta de la excentricidad de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra; la rotación de la Luna a veces adelanta ya veces retrasa su posición orbital.

Algún cuarto (más o menos, dada la excentricidad) del planeta siempre será de día (con el sol aún variando en altura), el cuarto opuesto siempre de noche, y los demás tendrán ese ciclo día/noche.

Lamentablemente, no tengo ninguna simulación para ofrecerte ahora mismo, pero supongo que podría ser un patrón día/noche interesante, añadiendo el hecho de que para algunas longitudes el día será el de un dim sum (en el apogeo), mientras que para otras el día verá el sol en su punto más cercano (en el perigeo).

Me gustaría señalar que la resonancia de espín/órbita 3:2 es más estable que 1:1 para órbitas excéntricas, cuando el planeta no es una esfera perfecta. Vea nuestro propio planeta Mercurio, por ejemplo.

Dejaré que otros evalúen cómo una órbita enormemente elíptica podría afectar las temperaturas en su planeta bloqueado por mareas.

Aquí hay ideas sobre cómo tener una órbita más normal y producir la noche atenuando la luz de la estrella durante parte de la órbita de 24 horas.

Cosas en el camino. ingrese la descripción de la imagen aquíde http://news.nationalgeographic.com/2017/05/boyajian-tabby-alien-megastructure-star-dim/

Esta estrella de Boyajian aparece en las noticias de vez en cuando porque parpadea. Probablemente algo está entre nosotros y eso, y ese algo bloquea la luz. La imagen de arriba es una teoría más plausible: una nube de cosas de un planeta que explotó. Este parece un planeta que fue golpeado por algo. Pero podrías tener una cosechadora solar alienígena en el camino; esta es la hipótesis de la "megaestructura alienígena".

Grandes manchas estelares De http://www.windows2universe.org/the_universe/Stars/starspots.html

Una estrella gigante roja activa, HD 12545, tiene una mancha estelar ENORME. La mancha única cubre el 11% de la superficie total de la estrella gigante, que tiene un radio de 11,4 veces el tamaño de nuestro Sol. Esta gigantesca mancha elíptica cubre un área 10.000 veces más grande que las manchas solares más grandes observadas en el Sol.

ingrese la descripción de la imagen aquíde https://apod.nasa.gov/apod/ap031102.html ¡Estoy asombrado de que esta no sea una interpretación de un artista sino una imagen real de un telescopio!

Si el sol mismo fuera más oscuro en un lado, eso podría producir "noche" cuando el planeta atravesara ese lado. El punto grande de esta estrella parece lo suficientemente grande como para hacer el trabajo. Si pueden ser tan grandes, entonces pueden ser más grandes; haz que la mitad de la estrella sea una mancha oscura.

"Si pueden ser tan grandes, entonces pueden ser más grandes": excelente publicación, pero esto no sigue. Tal vez esto sea lo más grande que una mancha de estrella pueda obtener razonablemente. También es relevante que la vida útil típica de una mancha estelar es de solo unos pocos años.
Creo que escuché que el sol cambia sus manchas cada 11 años o algo así, ¿esta gran mancha solar duraría más que eso o es una solución a corto plazo para el día y la noche?
Lo que aprendí de la lectura sobre las manchas estelares es que no son fáciles de ver y su comportamiento en otras estrellas no se conoce bien. @KWeiss re "no sigue", no para un artículo académico, sino para una obra de ficción, algo real y grande se puede hacer más grande cuando no es real.
@FreeElk El ciclo de manchas solares de 11 años de The Sun se trata de la cantidad de manchas solares, no de una mancha solar individual. Tampoco es un ciclo perfecto de 11 años; simplemente llega a su punto máximo aproximadamente cada 11 años en promedio (no es que no hayamos tenido un ciclo de doble pico recientemente). Tenga en cuenta lo que son las manchas solares , es decir, las áreas más frías de las capas exteriores de una estrella. (Eso se ilustra bien en la imagen que Will incluyó en la respuesta). En igualdad de condiciones, como todos sabemos, nunca lo es, un área más grande y relativamente fría probablemente permanecerá fría por más tiempo que una más pequeña.

El bloqueo de marea tiende a circularizar las órbitas . Es posible que los objetos bloqueados por mareas tengan órbitas algo excéntricas, pero no para siempre a menos que intervengan otros factores. Supongo que nuestra Luna (excentricidad: 0,0549) aún no ha circularizado su órbita porque 1) es muy grande, 2) está comparativamente lejos de la Tierra, 3) la Tierra no es tan grande. Io, la más interna de las lunas galileanas de Júpiter, está bloqueada por mareas con una excentricidad de 0,0041, que no llega a cero porque Io está en doble resonancia con dos lunas exteriores que siguen tirando de ella. Ese tipo de excentricidad es inútil para tus propósitos.

¿Tal vez podría considerar una resonancia de órbita de giro diferente de 1: 1? Mercurio está bloqueado por mareas con el Sol en una resonancia de 3:2. Gira tres veces cada dos órbitas y tiene una órbita muy excéntrica (0,206). Está un 50% más lejos del Sol en el afelio que en el perihelio. Eso es mucha menos energía del Sol.

Para poner esa cifra de excentricidad en perspectiva, la órbita de la Tierra alrededor del Sol tiene una excentricidad de aproximadamente 0,0167 y el valor correspondiente de Marte es 0,0934.
Las órbitas que Plutón y Caronte tienen alrededor de su baricentro tienen excentricidades muy cercanas a cero, también producto de la evolución de las mareas, como lo es su bloqueo mutuo de mareas. Gracias por el enlace. Es bueno escuchar la voz de Henry Spencer.

Una buena idea, sin embargo, una órbita excéntrica no se puede bloquear por marea.

Si considera lo que significa estar bloqueado por mareas :

El bloqueo de marea (o rotación capturada) es cuando un lado de un cuerpo astronómico siempre mira hacia el otro. También se le llama rotación síncrona.

Entonces queremos un planeta que siempre mire hacia la estrella, para hacer esto necesitamos que nuestro planeta gire al mismo ritmo que se mueve alrededor de la estrella. Considere la imagen a continuación:

Órbita elíptica anotada

Entre los puntos a y b nuestro planeta se moverá más rápido que entre los puntos c y d a pesar de cubrir la misma distancia angular. (Esto se puede ver en una animación de la página wiki ). Entonces, el planeta necesitaría variar su velocidad de rotación para acelerar de a a b y rotar más lentamente entre c y d . Desafortunadamente, no existen mecanismos razonables para efectuar la velocidad de rotación de esta manera.

¿No son estas las libraciones que también experimenta la Luna?
Creo que estás confundido y estás ilustrando que la respuesta es . La rotación síncrona, específicamente una resonancia de giro/órbita 1:1, no mantendrá el mismo punto en la cara en escuadra hacia su principal, sino que se balanceará hacia adelante y hacia atrás.
@JDługosz Más bien, parece que Lio sugiere que toda la premisa de OP es incorrecta y quizás imposible. Eso es un "No, pero no por la razón que sugeriste. No funcionará por esta otra razón..." Eso no es un ' '.