¿Puede un planeta con 2/3 de excentricidad orbital sustentar vida?

La excentricidad de una órbita se define como

$$e=\frac{r_a-r_p}{r_a+r_p}$$ dónde$r_a$y$r_p$son las distancias a los puntos más lejanos y más cercanos de la órbita del planeta desde la estrella. Si$e=2/3$, después$r_a=5r_p$, lo cual es bastante significativo. Parece que el planeta no permanecerá en la zona habitable durante toda su órbita.

Sin embargo, resulta que no tiene por qué . El flujo en la superficie de un planeta escala como

$$F\propto a^{-2}(1-e^2)^{-1/2}$$ dónde$a$es el semieje mayor, con$a=(r_a+r_p)/2=3r_p$. Dado que$e=2/3$, el factor de excentricidad es sólo $$(1-(2/3)^2)^{-1/2}=(5/9)^{-1/2}\approx1.34$$ que en realidad no es tanto. En otras palabras, el flujo medio no es sustancialmente diferente del flujo incidente en un planeta que orbita a$3r_p$con$e=0$.

En invierno todo se congela, a unos -200ºC de temperatura superficial.

La temperatura efectiva a distancia$r$de la estrella es proporcional a$r^{-1/2}$. Por lo tanto, en$r=r_a=5r_p$,$T(r_a)\approx0.45T(r_p)$. En$r=a=3r_p$,$T(a)\approx0.58T(r_p)$. En otras palabras, ignorando cosas como la inercia térmica y las corrientes atmosféricas, la temperatura en el afelio no debería ser sustancialmente diferente de la temperatura del planeta en la zona habitable. Entonces, incluso si ignoramos la inercia térmica, cambios de temperatura tan dramáticos parecen un poco improbables.

¿Podría la vida animal y vegetal sostener este período implementando algo similar a la hibernación/latencia existente?

Vimos que en el acercamiento más cercano, las temperaturas serán significativamente más altas que en la zona habitable, y como los planetas se mueven más rápido cuando están más cerca de la estrella, parece probable que haya algún tipo de hibernación, justo cuando es caliente. Tendrán que hibernar durante gran parte de un año o simplemente adaptarse a las condiciones. Pero el ambiente allí es bastante hostil a la vida. Sin embargo, para la otra mitad de la órbita, las cosas parecen más propicias para la vida.

si durante ese 1/3 del año hace mucho frío y todo el planeta baja a -200C entonces no hay suficiente tiempo para calentarlo bien. Aunque sospecho que todo el planeta tampoco podría sumergirse a esas temperaturas en el tiempo asignado.

Las bacterias y muchas plantas podrían manejar fácilmente algo así, pero las formas de vida tardarían mucho más en evolucionar, ya que 1/3 del tiempo están básicamente en estasis, todo el planeta, no solo parte de un hemisferio.

Si los humanos tienen la tecnología para tener cámaras de estasis, probablemente tendrían la tecnología necesaria para sobrevivir directamente durante el 'invierno'. Los científicos en la Antártida invernan allí y con frecuencia obtienen temperaturas por debajo de -100F antes de contar la sensación térmica. Sería un planeta extraño con la mayor parte de la vida animal viviendo en los océanos y lagos profundos donde generalmente no se congelan. Tal vez los animales más pequeños podrían hacer madrigueras subterráneas más profundas para hibernar, con un gran número para mantener la temperatura lo suficientemente cálida como para no matar.

Los humanos pueden sobrevivir en las profundidades del subsuelo, donde hace un poco más de calor, pero necesitarán encontrar una forma de obtener energía. Mucha energía solar/eólica/nuclear para impulsar la acuicultura subterránea para producir todos los alimentos.

Cualquier material será difícil de fabricar para condiciones tan extremas.

Todavía sería más fácil que en el espacio / asteroides (puedes buscar más recursos materiales) pero no mucho. Mejor avanza para encontrar un sistema estelar con más planetas habitables.

Es poco probable que cualquier vida nativa pueda desarrollarse en condiciones tan extremas. Así que cualquier vida sería trasplantada desde el exterior.

Pasé por un cálculo terriblemente largo aquí para demostrar cómo una órbita excéntrica cambiaría la temperatura en un planeta. El resultado fue básicamente, que solo afectaría la superficie y unos pocos metros bajo tierra. Eso significa que cualquier animal podría simplemente excavar en un lugar cálido y así sobrevivir el invierno. Todas las plantas podrían morir en el otoño y volver a crecer a partir de la semilla en la primavera. Creo que sería sorprendentemente fácil sobrevivir a esto. Sin embargo, hay dos condiciones:

1. Los veranos deben ser lo suficientemente calurosos.

2. El planeta debe recibir suficiente calor para que pueda mantenerse caliente debajo de la superficie.

No creo que haya muchas dudas de que la vida de algún tipo podría prosperar en esas condiciones. Mirando nuestro propio planeta pacífico, por ejemplo, no creo que los organismos quimiosintéticos alrededor de los respiraderos de las profundidades marinas se dieran cuenta si la parte superior del océano se congelara periódicamente a un kilómetro o dos. (De hecho, la Hipótesis de la Tierra Bola de Nieve supone que todo el planeta se glació sin acabar con la vida unicelular existente, aunque eso es diferente a que la vida evolucione en un clima con ciclos profundos).

¿Humanos? Bueno, si lograron un viaje interestelar a través del vacío del espacio profundo, creo que un invierno largo y frío representaría un desafío tecnológico bastante menor.