¿Podría un planeta huérfano / rebelde tener una luna?

¿Hay alguna razón por la que un planeta huérfano o rebelde no tenga una luna? Digamos que comenzó en un sistema normal y luego fue expulsado por una órbita inestable.

¡Si no tuviera luna al principio, por supuesto!
Depende del problema (más grande) que está tratando de resolver. Si desea una luna habitada, hacer que gire y orbite un planeta puede ser una forma útil de generar energía térmica a través de las fuerzas de marea que crean fricción interna. ¿Cuál es el problema subyacente de construcción del mundo que estás tratando de resolver aquí? De lo contrario, podría valer la pena seguir la sugerencia de Fasterthanlight.
El planeta definitivamente puede tener una luna. Después de todo, si una estrella que pasa se mete con su órbita y termina volando hacia el espacio, podría retener a la luna de la misma manera que lo hace orbitando una sola estrella. Hay un límite (la esfera de Hill, 1,5 millones de km frente a los 0,38 millones de km de la Luna), por lo que acercarse demasiado a una estrella podría arrebatarle la luna. Puede ser más difícil trazar una solución para expulsar el planeta sin un encuentro tan cercano.

Respuestas (4)

Ciertamente, un planeta huérfano podría conservar su luna.

Uno no necesita aplicar impulso a un planeta para que se vuelva rebelde. En su lugar, se podría aplicar fácilmente un impulso a la estrella que orbita (aunque el impulso tendría que ser de órdenes de magnitud mayor). Tan pronto como la diferencia de velocidades entre un planeta y una estrella supera la velocidad de escape, el planeta se ha vuelto rebelde.

Si una estrella tuviera un paso cercano a nuestro Sol, la aceleración introducida en el Sol podría causar que la velocidad diferencial del Sol y Júpiter exceda la velocidad de escape, dejando el sistema orbital local de Júpiter relativamente intacto.

Utilicé Universe Sandbox para crear una simulación que demostraba esta posibilidad y mostraba que una luna se puede retener en un planeta rebelde. Subí el resultado a youtube:

+n!¡Votos a favor n-factoriales para la respuesta como simulación como video! ¿Es posible mencionar el nombre del software utilizado?
Además, todavía tengo curiosidad por saber si mi predicción de que el par puede ser expulsado por algo (probablemente mucho más pequeño que Sirio, tal vez como un Júpiter 2x) pasó cerca de ellos en lugar del Sol, dejando a Io perturbado pero aún atado a Juipiter. Supongo que tendría que ser bastante rápido y moverse aproximadamente en la misma dirección que Io (en relación con Júpiter) en el acercamiento más cercano, tal vez así como en la misma dirección en que Júpiter se movía en relación con el Sol. Supongo que tendría que ser otro Júpiter rebelde, un evento menos probable.
@uhoh El software utilizado es un juego/simulador llamado Universe Sandbox. Compré mi copia en Steam Store: store.steampowered.com/app/230290/Universe_Sandbox
Creo que puedo eliminar a Sirius y agregar otro joviano a mi simulación con bastante facilidad. Veré si puedo conseguir una eyección con un paso cercano de Júpiter que retenga a Io.
¡Excelente! :-) Oh, está justo ahí en tu respuesta, lo siento, me lo perdí. es posible que le interese agregar respuestas a ¿ Está disponible una aproximación de la relatividad general en Universe Sandbox (1 o 2)? y Universe Sandbox 2 una representación precisa de la gravedad y ¿Universe Sandbox 2 es realista? de hecho, ahora estoy agregando una universe-sandboxetiqueta a muchas preguntas para que se puedan buscar más.
@uhoh Tu intuición es acertada. Un pase muy cercano de un pícaro de doble masa de Júpiter a 20 km/s puede sacar a Júpiter de una órbita solar, mientras que la órbita de Io alrededor de Júpiter se mantiene, aunque con una excentricidad mucho mayor. El calentamiento de las mareas hace que Júpiter se caliente bastante cuando pasa cerca del límite de Roche del joviano más grande. Avíseme si vale la pena publicar la captura de video de simulación. Por cierto, creo que estas simulaciones se pueden compartir con otras personas que tengan el mismo juego.
¿Por qué no hago una nueva pregunta basada en las suposiciones de mi respuesta aquí, algo como "Hice argumentos delta-v agitando las manos aquí, pero cómo se sostienen bajo el escrutinio de F = ma?" Eso proporciona espacio para una nueva respuesta. Se puede responder con una descripción simple de los estados inicial y final y tal vez una captura de pantalla o dos, pero por supuesto, un video sería bastante interesante para los lectores aquí, ¡estoy seguro!
No conozco una forma de compartir archivos de configuración dentro de Stack Exchange a menos que se pueda publicar como texto como un script, por ejemplo. Para mí, realmente no ejecuto programas; si necesito una trayectoria, la configuro en python. Por supuesto que no puedo hacer supernovas de esa manera. :-)

¿Podría un planeta huérfano tener una luna?

Sí.

¿Hay alguna razón por la que un planeta huérfano o rebelde no tenga una luna?

Sí, esta respuesta enumera algunas posibilidades.

Lo que no preguntaste fue:

¿ Hay alguna razón por la que ningún planeta huérfano o rebelde pueda tener una luna?

y en base a los dos anteriores, No.

Cualquier aceleración gravitacional sin contacto que pueda alejar a un planeta de su estrella tiene alguna posibilidad de acelerar sus lunas lo suficiente como para permanecer con el planeta.

Si el perturbador estuviera unas cuantas veces la órbita de la Luna más lejos del planeta, incluso podría ser probable que se quedara con el planeta.

Mirando esto oblicuamente desde una perspectiva delta-v, Júpiter orbita alrededor del Sol a 13,1 km/s, y su luna galileana interior, Io, gira alrededor de Júpiter a 17,3 km/s.

Sin hacer los cálculos, creo que es posible que podrías darle a Júpiter una patada impulsiva de 13,1 km/s en una dirección óptima e Io permanecería unido a él, pero ahora en una órbita mucho más elíptica.

Tenga en cuenta que el ejemplo de Júpiter utiliza un escenario muy teórico: una aceleración repentina de Júpiter que tampoco afecta a ninguna de sus lunas. Un escenario más realista sería un cuerpo muy masivo que pasara y afectara a Júpiter con su gravedad. Eso aceleraría las lunas de Júpiter de la misma manera que afectaría al propio Júpiter.
@Philipp, propongo que el perturbador pase dentro de "unas pocas veces la órbita de la Luna más lejos del planeta", por lo que, si bien puede afectar a ambos, habrá alguna diferencia entre los dos. Estoy argumentando que Io permanecerá atado mirando el problema "oblicuamente desde una perspectiva delta-v", pero no llegué a decir que la perturbación tenía que ser un impulso. Creo que lo modelaré en Python y lo compararé con cualquier otro modelo que pueda surgir .

Hay bastantes razones posibles para que un planeta 'pícaro' no tenga luna

  1. En la formación de su sistema solar original, el planeta nunca tuvo forma de luna. Esto probablemente podría ocurrir si el planeta es un planeta rocoso cerca de su sol, donde es menos probable que esos planetas formen lunas cuando el sistema es joven.
  2. Nunca capturó una luna durante su permanencia en su sistema solar original. La evidencia sugiere que muchas lunas son 'capturadas', tal vez siendo planetas primitivos o asteroides que tienen órbitas irregulares y quedan atrapados en el campo de gravedad de un planeta.
  3. Tenía una luna/lunas, pero cuando el planeta fue 'arrancado' de su órbita original (presumiblemente por algo grande y cercano) fue arrojado al espacio y las lunas fueron destruidas/separadas, absorbidas en el cuerpo grande o planeta, o arrojados a sí mismos en una trayectoria diferente.

Sin embargo, tenga en cuenta que un planeta rebelde necesitaría tener su órbita distorsionada tanto como para 'escapar' del campo gravitatorio no solo de su sol, sino también de los otros planetas de su sol. Lo que significa que para que esto ocurra, la atracción de la gravedad para arrojarlo debe ser realmente grande, tal vez un planeta tipo Júpiter que tira de un pequeño planeta tipo Mercurio, lo suficiente como para cambiar severamente de dirección, pero no lo suficiente como para que las fuerzas de las mareas lo separen.

Prácticamente puedes ignorar los efectos de los otros planetas. Su masa suele ser insignificante en comparación con la de la estrella anfitriona, y cada par de planetas tiende a tener velocidades relativas muy superiores a la velocidad de escape de cualquiera de los planetas a la distancia mutua.

Se ha encontrado un posible caso de un planeta rebelde con una luna. Consulte este artículo y la sinopsis general de Nature . En este caso hay 2 posibles soluciones al modelar las observaciones:

  1. Pocos planetas de la masa de Júpiter con una luna de la mitad de la masa terrestre bastante cerca de nosotros
  2. Una estrella de baja masa (0,12 Msun) con una súper tierra (masa muy incierta) muy lejos.

Desafortunadamente, actualmente no hay forma de distinguir entre estas 2 posibilidades. La detección de la estrella débil puede ser posible con futuros telescopios ópticos. Esta fue una respuesta para la astronomía de StackExchange.

¿Podría un planeta huérfano / rebelde tener una luna?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v