¿Podría una órbita irregular causar temporadas significativamente más largas?

solo con magia

Una órbita puede ser "irregular", pero su radio de órbita "promedio" permanecerá constante. Es casi la definición de una órbita. Lo que significa que a veces durante cada año estará más cerca del sol y a veces estará más lejos. Esto se traduce como "temporadas" dentro de cada año.

Para lograr lo que desea para todo el planeta simultáneamente (la respuesta de Willk brinda una alternativa para las condiciones locales pero ya no permite "días"), el planeta en realidad necesita cambiar a una órbita completamente diferente pero muy circular cada dos años. Para la Tierra significaría:

• Dos años orbitando a 1 UA (primavera)
• Dos años orbitando a 0,98 AU (verano)
• Dos años orbitando a 1 UA (otoño)
• Dos años orbitando a 1,02 AU (invierno)

Tenga en cuenta que solo estoy inventando números aquí; posiblemente la variación solo debería ser 0.005 AU en lugar de 0.02 AU. Independientemente, la energía requerida para cambiar las órbitas sería literalmente astronómica y cualquier mecanismo que pudiera mover el planeta sin destruir toda la vida sería mágico, lo que puede estar bien en un mundo de fantasía.

Un mecanismo alternativo sería hacer que el planeta mantuviera una órbita constante pero que la producción de energía de la estrella aumentara o disminuyera en un ciclo regular de ocho años. No tengo sugerencias con respecto a un mecanismo para lograr esto, pero dado que esto es para un mundo de fantasía, solo indíquelo como un hecho. (Cualquiera que tenga una buena idea de cómo lograr esto científicamente, por favor colabore).

Definitivamente podrías tener un invierno más largo.

https://www.windows2universe.org/física_ciencia/física/mecánica/orbit/ellipse.html

Usted ordena un período orbital similar a la Tierra y también una órbita irregular, lo que entiendo como una órbita elíptica. Las estaciones definitivamente dependerían de qué tan cerca estuviera el planeta de la estrella. El planeta se mueve más rápido cuando está más cerca, por lo que la temporada de calor sería la más corta. El planeta se mueve más lento cuando está más lejos, por lo que la estación fría sería la más larga. Wikipedia tiene un buen gif que muestra varias órbitas con el mismo período.

https://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_orbit

Lo que pides es super complicado. Quieres temporadas que duren más de un año. Eso significa que el planeta da una vuelta alrededor de la estrella y la estación no cambia.

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Aquí está cómo hacerlo. No se trata de cuán cerca está el planeta del sol. Se trata de qué lado está frente a él.

Su mundo de temporada larga tiene una órbita de tipo S alrededor de un par de estrellas binarias. https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_binary_star_systems

El planeta gira muy lentamente. Está casi bloqueado por mareas a su estrella. El lado que mira hacia la estrella que orbita este planeta (el sol de verano) tiene verano. El lado lejano está en invierno, pero recibe algo de luz de la estrella distante (sol de invierno) para que no se congele. Durante el muy lento cambio de estaciones, ambas estrellas estarán en el cielo.

Pasan varios años (órbitas alrededor de la estrella) antes de que el planeta complete una sola rotación. Así, el cambio de estaciones es realmente el paso de un solo día. El sol de verano finalmente se pone a finales de otoño.

Este planeta no tendrá noche.

No se puede tener todo.

La pregunta especifica

• planeta similar a la tierra
• estrella parecida al sol
• periodo orbital similar al de la tierra
• Temporadas de 2 años / ciclo de 8 años

No hay una buena manera de obtener todo eso. Entonces, veamos qué podemos sacrificar para acercarte.

Estrellas binarias: como lo sugirieron otros (Willk y Ash), hay arreglos binarios que harían bien tus estaciones. Ambos implican orbitar una estrella que se acerca mucho a otra estrella en su órbita. Eso plantea muchos desafíos de estabilidad orbital y podría terminar arrojando su planeta al espacio interestelar, probablemente no sea su objetivo. Aún con suficientes ajustes (o movimientos manuales) podrías hacer que funcione, pero tu planeta no sería tan parecido a la Tierra.

Órbita larga: Podrías mover tu planeta a una órbita de 8 años (2292 días). Cada temporada aún duraría aproximadamente 1/4 de año, pero el año sería 8 veces más largo. Esto requeriría moverse a algo así como una distancia promedio de 4 UA. Eso está bien fuera de la zona habitable para una estrella de tipo G como el sol. En su lugar, necesitaría algo casi el doble del tamaño del sol (de color azul pálido a blanco tipo A). Una estrella de tipo A presenta algunos problemas con la radiación de alta energía y la longevidad estelar. Eso requeriría una explicación seria en la ciencia ficción dura, pero tal vez podría ser manipulado a mano en la ciencia ficción suave y tal vez ignorado en la fantasía.

Órbita planetaria altamente excéntrica: podría crear una órbita que lleve al planeta a distancias muy diferentes de su estrella: desde un borde o la zona habitable hasta el otro. Esto le daría temporadas sin inclinación axial pero realmente no cambiaría su duración.

Distancias promedio diferentes en cada órbita: aquí tiene un planeta que orbita en una órbita casi circular normal pero cambia su distancia orbital de forma cíclica (por ejemplo, 2 órbitas a la distancia habitable interna, 2 a la distancia habitable media, 2 a la distancia habitable externa). distancia, luego de vuelta a 2 a la mitad). Esto te da principalmente lo que quieres con dos problemas. (1) Los años no tendrán la misma duración. La "órbita de invierno" será mucho más larga que la "órbita de verano". (2) Básicamente, necesitas magia para que esto suceda. En teoría, podría lograrlo con suficientes objetos masivos colocados correctamente, pero necesitaría un sistema tan complejo que podría llamarlo magia de todos modos. Pero dijiste que este era un mundo de fantasía, ¿así que tal vez esté bien?

Una estrella variable: hay estrellas que cambian en la producción de energía de forma cíclica que podrían cumplir con sus requisitos. La mayoría de ellos están ciclando en períodos mucho más cortos de lo que desea (de minutos a días y algunos llegan a meses), pero hay una clase que tiene un período lo suficientemente largo para satisfacer sus necesidades, inteligentemente llamada "estrellas variables de período largo". No son muy similares a nuestro sol. Estamos hablando de monstruos naranjas realmente grandes, pero ¿tal vez con un poco de movimiento de manos?

Finalmente, sobre la inclinación axial: cambiar la inclinación axial a casi cero tendrá un impacto climático importante. Lo más notable es que sus polos se enfriarán mucho. Suponiendo condiciones similares a las de la Tierra, espere que los casquetes polares se extiendan hacia abajo para cubrir gran parte de Europa y América del Norte (algo similar en el hemisferio sur). Tal vez esto sea útil para su configuración, tal vez no. Solo tenga en cuenta que la inclinación axial hace más que causar estaciones.

Como un problema de dos cuerpos, teniendo solo una estrella, podrías tener un invierno más largo si extendieras el año pero comprimirías tus otras estaciones, más notablemente el verano se reduciría a aproximadamente 1/8 o menos del período orbital. . Ahora, si tiene una estrella primaria orbitada por el planeta en cuestión y una segunda estrella en una resonancia orbital apropiada , puede obtener el efecto que está buscando, ya que el invierno es la estación en la que el planeta y la estrella secundaria están cerca de la oposición , siendo el verano el momento. cerca de la conjunción y la primavera y el otoño son los tiempos intermedios. Creo que quieres una resonancia de 8: 1, el planeta completa 8 órbitas por cada 1 que hace la estrella compañera, pero en realidad puede ser una proporción bastante diferente.

Esto no es exactamente lo contrario de lo que sugirió Willk, en este caso el planeta y el "sol de invierno" orbitan el "sol de verano" de su respuesta en diferentes trayectorias orbitales. Por lo tanto, hay un ciclo día/noche normal durante el invierno, la relación día/noche cambia durante la primavera y el otoño y durante el verano hay algunos días de luz diurna casi continua con el solsticio de verano marcado por aproximadamente 48 horas (suponiendo un rotación axial de aproximadamente 24 horas) de luz diurna en todo el mundo.

Respuesta corta:

Es posible que deba hacer que su planeta haya sido terraformado artificialmente para que sea habitable por alguna civilización avanzada. Si desea que un planeta con años y estaciones tan largos sea naturalmente habitable, deberá diseñar su sistema solar con mucho cuidado.

Respuesta larga:

Primera parte: Duración del año planetario.

El problema de tener un planeta con estaciones y años que son arbitrariamente largos, y que es habitable, es la parte habitable.

El planeta SWIFT J1756.9−2508 b tiene un período orbital o año alrededor de su estrella de aproximadamente 0,0379907 días terrestres o 48 minutos y 56,5 segundos.

https://en.wikipedia.org/wiki/SWIFT_J1756.9%E2%88%922508

[https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes#Orbital_characteristics] 2

Sin embargo, la primaria en este caso es un púlsar, un tipo de estrella de neutrones.

El exoplaneta con el año más corto conocido que orbita una estrella normal es K2-137 b, que tiene un período orbital de aproximadamente 0,2 días terrestres. Wikipedia dice 4.31 horas.

https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/6071/k2-137-b/

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes#Orbital_characteristics

El exoplaneta 2MASS J2126–8140 tiene un año de aproximadamente 328 725 000 días terrestres, o aproximadamente 900 000 años terrestres.

https://en.wikipedia.org/wiki/2MASS_J2126%E2%80%938140

Pero la duración de los años de los exoplanetas potencialmente habitables, aquellos que orbitan dentro de las zonas habitables circunestelares de sus planetas, tienen mucha menos variación.

Puede verlo en cualquier lista de exopanets potencialmente habitables, como esta:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_potentially_habitable_exoplanets

Al clasificar la columna del período orbital por longitud, veo que a partir de hoy, 2 de septiembre de 2021, hay 59 exoplanetas enumerados con años de duración más cortos que los 365,25 días de la Tierra, 40 con años de menos de 100 días. El más corto es de 4,05 días terrestres. Hay tres con años de duración superior a los 365,25 días del año terrestre, en 384,8, 448,3 y 636,1 días terrestres.

Una temporada de dos años terrestres tendría una duración de 730,5 días terrestres, un año de cuatro de estas estaciones tendría una duración de 2.922 días terrestres.

Por supuesto, cuanto más masiva y luminosa sea una estrella, más lejos estará su zona habitable circunestelar y, por lo tanto, más largos serán los años de cualquier planeta en su zona habitable. Si el stas del planeta es lo suficientemente luminoso, un planeta podría orbitar en la zona habitable y aún tener un año de decenas o cientos de años terrestres.

Segunda parte: Los límites de los tipos de estrellas que pueden tener planetas naturalmente habitables.

Pero:

Se cree que la Tierra tardó miles de millones de años en desarrollar una atmósfera rica en oxígeno y tener grandes plantas y animales multicelulares en la tierra, y volverse habitable para los humanos.

Entonces, si desea que su planeta ficticio tenga alguna de las cualidades anteriores, debe tener miles de millones de años.

La única alternativa es que en algún momento del pasado una sociedad muy avanzada terraformó un planeta joven e inhabitable y lo hizo habitable.

Un planeta con vida tiene que tener una iluminación bastante constante de su estrella para tener temperaturas superficiales adecuadas para la vida. Y se necesitan miles de millones de años de niveles de iluminación tan constantes para que un planeta se vuelva habitable para los humanos o interesante para los propósitos de la mayoría de las historias de ciencia ficción.

Y los diferentes tipos de estrellas varían enormemente en cuánto tiempo permanecen brillando con una luminosidad bastante constante como estrellas de la secuencia principal antes de entrar en las etapas de evolución estelar donde su luminosidad cambia drásticamente y toda la vida, si es que hay alguna, en sus planetas muere y, a veces, la los propios planetas son destruidos.

Y durante décadas, los astrónomos han podido calcular las historias de vida de varios tipos de estrellas, incluido el tiempo que pueden permanecer en la secuencia principal.

Stephen H. Dole, en Habitable Plenets for Man , 1964, discutió las cualidades que necesitaba un mundo para ser habitable. En las páginas 67 a 72, discutió las propiedades necesarias para que una estrella tenga un planeta habitable, calculando los límites inferior y superior de masa y luminosidad.

En la página 68, Dole calculó que el límite superior de masa estelar para que una estrella tenga un planeta habitable es de aproximadamente 1,4 masas estelares, una estrella de clase espectral F2V.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

Hay varias respuestas para esta pregunta:

https://astronomy.stackexchange.com/questions/40746/cómo-cambiarían-las-características-de-un-planeta-habitable-con-las-estrellas-de-difieren/40758#40758

La respuesta del usuario 177107 tiene una tabla con las características de varias clases espectrales de estrellas, incluidas columnas que dan la distancia a la que un planeta recibiría exactamente tanta iluminación y calor para la estrella como la Tierra recibe del Sol, y cuánto dura el año de un planeta en tal órbita sería.

El período orbital varía de 3,82 días terrestres alrededor de una estrella de clase M8V a 2526,01 días terrestres alrededor de una estrella de clase A2V. Pero el período orbital alrededor de una estrella de clase F2V, la estrella de tipo más masivo que Dole consideró que podría tener un planeta habitable, sería de solo 1.018,01 días terrestres.

Tal vez su planeta orbite cerca del borde exterior de la zona habitable circunestelar de la estrella y tenga una temperatura promedio más baja que la de la Tierra, pero lo suficientemente alta como para albergar vida. ¿A qué distancia está el borde exterior de la zona habitable circunestelar del Sol?

De acuerdo con esta tabla, los científicos a menudo han calculado los bordes interior y exterior de la zona habitable del Sol, y algunos de sus cálculos varían mucho.

https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone#Solar_System_estimates

El planeta Marte orbita alrededor de 1,523 veces más lejos del Sol que la Tierra, y un planeta más grande con una atmósfera más densa a la distancia de Marte podría ser habitable. El año de Marte es 686,98 días terrestres, o 1,88 años terrestres.

Entonces, un planeta que orbita una estrella F2V a una distancia en la que recibe el equivalente de la radiación de Marte de su estrella posiblemente podría ser habitable, y tendría un año aproximadamente 1,88 veces más largo que el año de un planeta a la distancia equivalente a la Tierra, un año alrededor de 1,88 veces 1.018,01 días terrestres, o 1.913,8588 días terrestres de duración.

Suponga que su planeta orbita una estrella binaria F2V, dos estrellas de 52V que se orbitan entre sí a una distancia de 5 o 10 millones de millas más o menos. En tal situación el planeta recibiría la cantidad de radiación que recibe a la distancia X de una estrella a una distancia de 1,414 veces la distancia X. Entonces tu planeta podría tener una órbita 1,414 veces más ancha, y por lo tanto con 1,414 veces la circunferencia total, como en el caso anterior, dándole un año de 2.706,6049 días terrestres. que tiene una duración aproximada de 7.410 años terrestres, y lo suficientemente cerca de lo que deseas.

Sin embargo, eso haría que la masa del par de estrellas duplicara la de una estrella, por lo que debería aumentar la velocidad orbital del planeta, haciendo que su año sea mucho más corto que 7,4 años terrestres. duplicar la masa debería duplicar la velocidad orbital requerida, mientras que aumentar la circunferencia solo 1,414 veces, por lo que debería reducir el período orbital a 0,707 veces el equivalente alrededor de una sola estrella.

Calculo que una órbita alrededor de dos estrellas F2V (con una masa total de aproximadamente 2,88 veces la masa del Sol) que recibe niveles de radiación equivalentes a los de Marte de esas estrellas, debería estar a una distancia de aproximadamente 4,815 AU de las estrellas. Según esta calculadora en línea, http://www.calctool.org/CALC/phys/astronomy/planet_orbit , un planeta en esa órbita tendría un año de 6,22478 años terrestres o 2273,64 días terrestres. Eso es aproximadamente 0,84 veces la duración de un año de una órbita equivalente a Marte alrededor de una sola estrella F2V.

La órbita equivalente de Marte alrededor de un par de estrellas F2V sería de aproximadamente 4,815 UA. Eso es aproximadamente 3,1615233 veces la órbita de Mar de 1,523 AU. Un par de estrellas F2V tendrían unas 10.002 veces la luminosidad del Sol. 10,002 dividido por 9,9952295 (el cuadrado de 3,1615233) es igual a 1,0006773, que está bastante cerca de 1,0. Por lo tanto, los cálculos parecen ser correctos.

Entonces, un planeta en una órbita equivalente a Marte alrededor de un par de estrellas idénticas tendría una órbita mucho más larga alrededor de ellas que la que tendría en una órbita equivalente a Marte alrededor de una sola de esas estrellas. Pero orbitaría mucho más rápido y, por lo tanto, tendría un período de órbita más corto que si tuviera la órbita más corta alrededor de una sola de las estrellas.

Entonces me parece que un planeta habitable con un año de 7 u 8 años terrestres estaría cerca del límite extremo de la plausibilidad científica y sería una situación muy rara.

Tercera parte: un planeta artificialmente habitable con un año largo.

Una alternativa sería que el planeta no se hubiera vuelto habitable por procesos naturales durante miles de millones de años. En cambio, el planeta orbitaba una estrella espectral de clase A o B, y una sociedad avanzada había terraformado el planeta para hacerlo habitable, sin importarle que la habitabilidad no durara más de unos pocos cientos de miles o millones de años.

O posiblemente la sociedad súper avanzada encontró un planeta ya habitable que orbitaba una estrella que estaba a punto de abandonar la secuencia principal y convertirse en una gigante roja, y movió ese planeta a la órbita alrededor de una estrella masiva joven y caliente donde el planeta ahora tiene una tierra de año 8 años, sin importarles que tendrían que moverlo de nuevo en unos pocos millones de años.

Cuarta parte: Un planeta naturalmente habitable con un año de 8 años terrestres.

Suponga que hay una estrella F2V. Una estrella F2V tendría 1,44 veces la masa y 5,001 veces la luminosidad del Sol. Un planeta a una distancia en la que recibiría la misma cantidad de radiación de la estrella que la Tierra, a una distancia de 1 UA, recibe del Sol, orbitaría a una distancia que era la raíz cuadrada de 5,001, o 2,236, AU. La tabla a la que me referí arriba dice 2.236 Au, y que el planeta tendría un año de 1,018.1 días terrestres.

Suponga que hay una estrella más pequeña que gira alrededor de la estrella más grande y que el planeta gira alrededor de la estrella más pequeña. Tal vez el planeta sea una estrella de tipo K2V con una masa de 0,78 de masa solar y una luminosidad de 0,337 de luminosidad solar. De acuerdo con la tabla que mencioné anteriormente, un planeta que recibe la misma cantidad de luz y calor que la Tierra recibe del Sol orbitaría a una distancia de 0,58 AU y tendría un año de 182,93 días terrestres. O tal vez el planeta orbitaría a la distancia equivalente a Marte, que sería de 1,523 tiempos, o 0,883 aU, y tendría un año de 1,88 veces 182,93 terrestres, o alrededor de 343,9 días terrestres.

Pero el planeta de la estrella más pequeña también recibiría algo de radiación, luz y calor, de la estrella más grande. Cuanto más se acercara a la estrella más grande, más calor obtendría de ella. Y si la estrella más pequeña y su planeta tienen una órbita elíptica en relación con la estrella más grande, la cantidad de luz y calor que el planeta recibe de la estrella más grande cambiaría con el cambio de distancia.

Se han descubierto exoplanetas en sistemas estelares binarios. Algunos de ellos orbitan ambas estrellas en una órbita circumbinaria o de tipo P, y otros orbitan una de las estrellas en una órbita de tipo S, con la otra estrella más alejada del planeta. Esta situación sería una órbita tipo S.

Según la lista de extremos de exoplanetas, la estrella binaria más cercana con un planeta en órbita alrededor de uno de ellos en órbita tipo S es el sistema OGLE-2013-BLG-0341LB con una separación entre 12 y 17 UA. El planeta OGLE-2013-BLG-0341L b tiene una órbita con semieje mayor de 0,7 AU, por lo que la separación entre las estrellas es de 17,14 a 24,28 veces la órbita del planeta alrededor de una de las estrellas.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes

Y quizás las estrellas podrían acercarse mucho más sin perturbar demasiado la órbita del planeta.

En los planetas no circumbinarios, si la distancia de un planeta a su estrella principal supera aproximadamente una quinta parte de la aproximación más cercana de la otra estrella, la estabilidad orbital no está garantizada. 5

https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_binary_star_systems

http://www.solstation.com/habitable.htm#sthash.WLPv5bxd.dpbs

Posiblemente, la estrella más pequeña podría tener una órbita elíptica alrededor de la estrella más grande, lo que la llevaría a entre 5 y 10 veces el radio de la órbita del planeta.

La estrella F2V tendría unas 5,001 veces la luminosidad del Sol, y la estrella K2V tendría unas 0,337 veces la luminosidad del Sol, por lo que si las dos estrellas estuvieran a la misma distancia del planeta obtendría unas 14,839 veces más calor de la estrella más grande como de la estrella más pequeña.

Cuando la estrella más grande estaba 5 veces más lejos, el planeta recibiría 14,839 dividido por 25, el cuadrado de 5, o 0,593 veces más calor de la estrella más grande que de la estrella más pequeña, mientras que cuando la estrella más grande estaba 10 veces más lejos manera el planeta obtendría 14,839 dividido por 100, el cuadrado de 10, o 0,14839 veces más calor que el de la estrella más pequeña.

Un planeta que orbita una estrella de tipo K2V podría estar bloqueado por mareas con su estrella, por lo que un lado siempre miraría hacia la estrella y sería calentado por ella, y el otro lado nunca recibiría calor ni luz de la estrella. Las opiniones científicas están divididas sobre si tal abundancia podría ser habitable. En este sistema estelar, a medida que el planeta orbitaba alrededor de la estrella más pequeña, los lados interior y exterior del planeta se turnarían para mirar hacia la estrella más grande y recibir calor y luz de la estrella más grande, lo que podría mejorar las probabilidades de que el planeta sea habitable. .

Si tal situación es aceptable, puede hacer que la estrella sea aún más pequeña y más probable que bloquee el planeta por efecto de las mareas.

Si el planeta orbitara un K5V con 0,165 veces la luminosidad del Sol, recibiría la cantidad de radiación de la Tierra de la estrella más pequeña a una distancia de 0,406 UA y con un año de 144,84 días terrestres. Una estrella más grande de tipo F2V sería 30,3 veces más luminosa que una estrella K5V, por lo que a 5 veces la distancia le daría al planeta 1,2 veces la radiación de la estrella más pequeña, a 10 veces la distancia le daría al planeta 0,301 veces la radiación , a 20 veces la distancia le daría al planeta 0,075 veces la radiación, y así sucesivamente.

Si el planeta orbitara una estrella K8V con 0,079 veces la luminosidad del Sol, recibiría la cantidad de radiación de la Tierra de la estrella más pequeña a una distancia de 0,281 UA y con un año de 70,95 días terrestres. Una estrella más grande del tipo F2V sería 63,303 veces más luminosa que una estrella K8V, por lo que a 5 veces la distancia le daría al planeta 2,53 veces la radiación de la estrella más pequeña, a 10 veces la distancia le daría al planeta 0,633 veces la radiación , a 20 veces la distancia le daría al planeta 0,158 veces la radiación, y así sucesivamente.

Hay muchas otras combinaciones posibles de tipos de estrellas, incluida la creación de una o ambas estrellas binarias, que pueden diferir en masa y luminosidad.

Por lo tanto, debería ser posible construir un sistema estelar donde un planeta habitable orbite alrededor de una estrella más pequeña que orbita alrededor de una estrella más grande, y donde las distancias cambiantes entre las dos estrellas provoquen cambios en la temperatura planetaria e impulsen las estaciones del planeta, y donde el orbital periodo de las estrellas igual a 8 años terrestres.

Quinta parte: Uso de la órbita del planeta alrededor de la estrella más pequeña.

Pensé que posiblemente podrías hacer que las dos estrellas tuvieran órbitas más circulares, pero lo más juntas posible, de modo que la órbita del planeta alrededor de su propia estrella haga una diferencia significativa en la cantidad de radiación que recibe de la estrella más lejana.

Si las dos estrellas están separadas por 5 veces la órbita del planeta, la distancia entre el planeta y la estrella más lejana variaría entre 4 y 6 veces la distancia de la órbita del planeta alrededor de la estrella más cercana. Entonces, si la estrella más lejana fuera 2 veces más luminosa que la estrella cercana, por ejemplo, la radiación que le daría al planeta variaría entre 0,125 y 0,0555 de la estrella más cercana.

Pero en ese caso, la órbita del planeta alrededor de la estrella más pequeña determinaría las estaciones, por lo que tendría que tener 8 años terrestres, y ya he señalado los problemas con un planeta habitable que tiene un año de 8 años terrestres.

Conclusión:

No parece totalmente imposible que un planeta tenga un año de 7 u 8 años y aún así reciba tanta radiación de su estrella como Marte recibe del Sol. Un planeta más grande que Marte, con más agua y más gases de efecto invernadero en su atmósfera más densa, podría ser mucho más cálido que Marte a pesar de no recibir más radiación que la que recibe Marte.

Y también existe la posibilidad de hacer que su planeta orbite cerca de una estrella más pequeña que, a su vez, orbita una estrella más grande lo suficientemente cerca como para obtener un calor significativo de la estrella más grande más distante y hacer que la estrella más pequeña orbite la estrella más grande con un período de aproximadamente 8 años terrestres. .

Si la órbita es excéntrica y la distancia entre la estrella y el planeta determina las estaciones, las estaciones no serán igualmente largas. En la Tierra, las estaciones medidas por los astrónomos son igualmente largas, pero las estaciones climáticas en las regiones locales y las zonas climáticas tienen varias duraciones que difieren de las estaciones astronómicas.

Y en su planeta incluso las estaciones astronómicas tendrían una duración variable, ya que el planeta se movería más rápido acercándose a la estrella y más lento alejándose de ella. Así, el invierno podría ser tan largo como las otras tres estaciones juntas, por ejemplo.

Añadido el 09-04-2021.

Su pregunta especifica que el período orbital del planeta (es un año según la definición normal de un año) debería ser igual al nuestro, pero un ciclo de estaciones dura 8 años.

Eso es casi imposible. Las estaciones deben ser fracciones de años.

Pero si el mundo en cuestión orbita alrededor de un objeto astronómico que orbita alrededor de otro objeto astronómico, entonces podría funcionar.

Supongamos que hubiera una luna gigante del tamaño de la Tierra orbitando un planeta gigante o una enana marrón con un período de aproximadamente 1 año terrestre, y ese planeta gigante o enana marrón a su vez orbitara una estrella con un período de aproximadamente 8 años terrestres.

El planeta Júpiter tiene más de 60 lunas que orbitan tan lejos de Júpiter que tienen períodos orbitales de más de un año terrestre: 16 tienen períodos orbitales de más de 2 años terrestres.

Por supuesto, todas esas lunas exteriores son lunas irregulares. Pero tal vez la luna gigante podría haber sido un planeta similar a la Tierra en una órbita independiente que fue capturada por el planeta gigante o la enana marrón.

Si la órbita del planeta gigante o la enana marrón fuera excéntrica, la cantidad de calor y luz recibida por una luna del tamaño de la Tierra variaría durante el "superaño" de 8 años terrestres en lugar del año ordinario de 1 año terrestre.

Pero si el planeta marrón o gigante orbita la estrella a una distancia en la que tiene un año de 8 años terrestres o 2922 días terrestres, recibirá un poco menos de calor que el que recibe Marte del Sol, y probablemente será demasiado frío.

Y muchas personas podrían considerar que el "superaño" alrededor de la estrella es el año real del planeta gigante y la luna del tamaño de la Tierra y el período orbital de la luna del tamaño de la Tierra alrededor del planeta es un mes y no un año.

Entonces podemos cambiarlo para hacer que el planeta como la Tierra orbite alrededor de una estrella como el Sol en un período de aproximadamente un año terrestre, que a su vez orbita alrededor del centro de gravedad con otra estrella en una órbita algo elíptica en un período de aproximadamente 8 años terrestres. años.

Entonces, el planeta estaría orbitando su estrella a una distancia de aproximadamente 1 UA. Si las dos estrellas se acercaran a 5 UA en su punto más cercano, el planeta estaría entre 4 UA y 6 AU durante ese paso más cercano.

Si la otra estrella fuera exactamente igual a la estrella primaria del planeta, muy parecida al Sol, le daría al planeta 0,625 veces más calor a una distancia de 4 UA, 0,04 veces más calor a una distancia de 5 UA , 0,02777 veces más calor a una distancia de 6 UA, 0,01 veces más calor a una distancia de 10 UA, 0,0025 veces más calor a una distancia de 20 UA, etc.

Si la otra estrella fuera una estrella tipo F2V, tendría 5 veces la luminosidad de la estrella primaria del planeta. Entonces le daría al planeta 0.3125 del calor del primario a una distancia de 4 UA, 0.2 veces el calor del primario a una distancia de 5 AU, 0.138 veces el calor del primario a una distancia de 6 AU, 0.05 veces el calor del primario a una distancia de 10 UA, 0,0125 veces el calor del primario a una distancia de 20 UA, y así sucesivamente.

Entonces, la mayor parte del tiempo, la contribución de calor de la otra estrella sería muy pequeña y el planeta experimentaría estaciones normales. Pero si el planeta tuviera una inclinación axial muy pequeña, las estaciones normales no harían mucha diferencia en las temperaturas de varias zonas climáticas. Las temperaturas en los veranos más calurosos y los inviernos más fríos serían casi las mismas.

Pero cuando la estrella principal y el planeta pasaran más cerca de la otra estrella, habría un aumento signifcativo del calor y habría un verano muy caluroso en todo el planeta.

También observo que, visto desde el planeta, las dos estrellas a veces estarían alineadas y, a veces, en lados opuestos del cielo, ya veces en todos los ángulos intermedios. Cuanto mayor sea el ángulo entre las dos estrellas cuando estén más juntas, más largos serán los períodos cuando al menos una estrella esté en el cielo, y más cortos los períodos de la noche.

Por lo tanto, cuanto más separadas estén las direcciones, vistas desde el planeta, hacia las dos estrellas durante el período en que las estrellas pasan más juntas, más caliente se pondrá el planeta.

KerrAvon2055 planteó un punto interesante, podría variar la distancia entre el planeta y su estrella anfitriona año tras año. La respuesta existente propone que se necesitaría magia y eso puede ser correcto, pero:

Me estremezco al pensar cuán masivo y posiblemente cuán cerca tendría que ser para tener un efecto lo suficientemente grande, KerrAvon2055 sugiere que 0.02 AU rápido no es una variación pequeña, pero probablemente no sea lo suficientemente grande para estaciones similares a las de la Tierra. De todos modos, si tienes un mundo súper joviano en el mismo sistema, puedes cambiar el baricentro del sistema estelar fuera del primario. En realidad, puede requerir un binario cercano con una primaria amarilla y una enana marrón que suministre luz/calor insignificante. Entonces, la estrella estará orbitando el mismo punto que el planeta en lugar de que el planeta esté realmente orbitando alrededor de la estrella. La distancia entre los dos fluctuará en un patrón predecible de oposiciones y conjunciones, puede que no sea constante año tras año, pero creará variaciones "estacionales" de largo período.

En realidad, dada la diferencia en la insolación que se necesita (~50%), el mundo súper joviano/enana marrón también cumple otra función, comparte una elíptica con el planeta en cuestión y bloquea una gran cantidad de la luz del primario durante el invierno, de lo contrario, la variación en la intensidad de la luz solar simplemente no es lo suficientemente grande.