Algo inspirado por esta pregunta: ¿Podría existir una civilización tan avanzada como la humana en un planeta/planeta enano como Plutón?
Supongamos que dos planetas enanos en bloqueo de marea orbitan uno alrededor del otro. Suponga la misma masa para los dos cuerpos. Ignore cómo se desarrolló (la atmósfera podría colocarse artificialmente) y asuma una gravedad pequeña.
¿Es posible que una atmósfera permanezca estable en el espacio entre estos dos cuerpos?
Supongo que hay un lugar entre estos dos cuerpos mientras orbitan entre sí donde la gravedad es básicamente cancelada por los dos cuerpos y tienen un área en el centro de microgravedad. ¿Podría existir una especie de atmósfera entre estos dos cuerpos, suspendida entre los dos? En caso afirmativo, ¿la atmósfera se extendería a las superficies de los planetas? ¿Qué tipo de velocidad orbital tendría que haber para mantener esta semiestable (por estable me refiero a que exista durante un par de cientos de años, los procesos artificiales podrían estar regenerándola... solo por curiosidad si simplemente se disiparía o si el sistema podría ser estable.
Como alternativa, ¿podría ser realista esta configuración con cuerpos planetarios más grandes? ¿Podrían múltiples cuerpos (4+, o incluso anillos) orbitando en esta configuración tener una atmósfera estable entre ellos?
En expansión:
Esto no es buscar vida local en ninguno de los planetas... vaya con la visión de un hábitat artificial colocado en el centro de esta configuración de planetoide (incluida la atmósfera que se generó artificialmente cuando se creó la configuración). ¿La atmósfera sería estable o se disiparía tan rápido como se crea? ¿Sería factible salir de la estación espacial y deambular en esta atmósfera?
La respuesta corta es sí.
Sin embargo, una mejor respuesta sería "no naturalmente". El punto del que estás hablando, donde la gravedad entre dos cuerpos en órbita equilibra la fuerza centrífuga, es el primer punto de Lagrange , o L1 para abreviar.
Hay cinco de esos puntos, y los tres que se encuentran en la línea que conecta los dos cuerpos (L1, L2 y L3) son todos inestables. Piense en tratar de equilibrar un lápiz sobre su punta: aunque el lápiz debería equilibrarse si está perfectamente vertical, en la práctica nunca se puede lograr el equilibrio. Solo algún tipo de sistema de control puede mantener el objeto en L1 (por ejemplo, propulsores para naves espaciales), aunque la cantidad real de fuerza que necesita es pequeña.
Incluso los dos puntos restantes (L4 y L5, que conducen y siguen detrás de la órbita del objeto más pequeño) son inestables si la proporción de las masas de los dos objetos es inferior a aproximadamente 25, y para Caronte y Plutón la proporción es de alrededor de 8 o 9: demasiado bajo para órbitas estables.
Sin embargo, incluso si cualquiera de los puntos de Lagrange fuera estable, las moléculas de gas simplemente se mueven demasiado rápido: ¡para el aire a temperatura ambiente, la velocidad promedio es de alrededor de 1000 mph! Para que la velocidad promedio sea menor que la velocidad de escape en L1 (~600 mph), la temperatura debería ser de alrededor de 90 K, justo por encima del punto en que el aire se enfría y se convierte en líquido. Incluso a esta temperatura, algunas moléculas de gas serían más rápidas y capaces de escapar, y suponiendo que mantuvieras el gas a la misma temperatura, eventualmente todo el gas escaparía al espacio. Espero que incluso en el Sol-Júpiter L4 y L5 el viento solar empuje cualquier gas acumulado.
¡No dejes que esto te desanime! Si quieres una atmósfera en el sistema Plutón-Caronte L1, sugeriría usar una enorme nave espacial inflable, como un globo gigante. No necesitarías una gran cantidad de empuje para mantenerlo allí, solo un pequeño empujón de vez en cuando para evitar que se aleje. La masa del aire sería lo suficientemente pequeña como para que no hubiera un campo gravitatorio perceptible, por lo que flotarías en el interior --- ¡suena divertido, en realidad!
En teoría, podrías tener una atmósfera centrada en el centro de gravedad entre los dos cuerpos. En la práctica, si hubiera una cantidad sustancial de atmósfera, probablemente tendría una gravedad sustancial propia a menos que fuera muy delgada. También esperaría que la atmósfera arrastrara a los planetas, ralentizando su órbita mutua hasta que chocaran entre sí y se convirtieran en un solo cuerpo en un evento catastrófico.
Tal arreglo ciertamente no sería estable.
No. El punto entre los dos planetas no es estable, la gravedad se está alejando de él hacia los planetas tan pronto como te mueves aunque sea una pequeña distancia desde el punto medio.
La única forma de obtener atmósfera allí es si tiene una atmósfera en los dos planetas lo suficientemente gruesa como para extenderse a través del punto L1. El tamaño de esa atmósfera estará entonces limitado por su masa combinada, no por la masa de uno solo de los planetas.
Robert Forward escribió una serie de libros que comenzaron con Rocheworld sobre un planeta doble que está tan estrechamente acoplado que no es redondo, comparte atmósfera y, en un punto, parte del océano de un planeta pasa al otro.
Forward tiene su ciencia correcta, por lo que este podría ser un lugar para buscar los efectos de un sistema de planetas dobles.
Vicente
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