¿Pueden dos planetas adyacentes que sustentan la vida orbitar una estrella de tal manera que rara vez estén cerca el uno del otro?

Podrías poner ambos planetas en la zona habitable en órbitas de herradura. Janus y Epimetheus orbitan a Saturno en este tipo de órbita. Desde el punto de vista de una luna, la otra sigue una forma de herradura alrededor de Saturno (o la estrella en tu caso). La mayor parte del tiempo están relativamente lejos, pero una vez en cada ciclo, los dos planetas se acercan bastante y tienen un encuentro gravitacional, lo suficientemente cerca como para tener un objeto bastante gigante en el cielo por un corto tiempo. La órbita de un planeta se acerca un poco más a la estrella y la del otro se aleja un poco.

Esto es lo que parece para Janus y Epimetheus, desde un marco de referencia que orbita Saturno. (Tenga en cuenta que ambos están orbitando Saturno mucho más rápido de lo que hacen las herraduras)

Este es solo un tipo de forma peculiar de la resonancia orbital 1:1. (Para más ver aquí , aquí o aquí ).

A partir de los comentarios, veo mucha confusión sobre cómo se ve realmente este tipo de órbita. Aquí hay una buena animación que compara diferentes marcos de referencia: https://youtu.be/gsHBE3DWCP4

Y aquí hay un par de animaciones más que encontré. Este muestra que Janus y Epimetheus realmente no cambian mucho la distancia orbital: https://youtu.be/jIlTyFU4kUw . El cambio real es menos de 1 parte en 1000, por lo que no tendría mucho efecto sobre el clima. Supongo que si tuvieras una relación de masas más extrema entre los dos planetas, entonces el más pequeño podría tener una mayor excursión en el radio orbital.

Y aquí hay un artículo muy bueno sobre las órbitas de Janus y Epimetheus: http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2006/janus-epimetheus-swap.html

Bueno, si pones el planeta B en el punto de Lagrange L3 del planeta A, estaría en el lado opuesto de la estrella y bastante escondido e inaccesible.

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

Esta órbita no es estable a largo plazo, lo más probable es que el planeta se desplace en una llamada órbita de herradura, que acercaría periódicamente a los planetas entre sí. Varias de las lunas de Saturno están en este tipo de órbitas complicadas entre sí, las lunas de Epimeteo y Jano son coorbitales con acercamientos cercanos cada cuatro años (en comparación con su período orbital alrededor de Saturno de menos de un día).

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

Es muy poco probable que esto ocurra naturalmente, pero es teóricamente posible.

De hecho, me sorprende que a nadie se le haya ocurrido esto todavía.

Haga que los planos orbitales de los dos planetas sean adyacentes y agrégueles un poco de elipticidad:

Ventajas:

• Los planetas apenas se encuentran entre sí: su período orbital puede ser casi el mismo, sin riesgo de colisión.
• Incluso cuando están cerca, su velocidad relativa es extremadamente alta: se mueven adyacentes.
• Viajar entre los dos planetas siempre necesita un delta-V muy alto, por lo que es técnicamente muy desafiante y tiene un costo de energía realmente alto. Probablemente se requiera una maniobra de tirachinas, lo que lleva mucho tiempo, años.
• En cuanto a la narración de historias, es realmente fácil de explicar: es un concepto mucho más simple que las órbitas lagrangianas.

Contras:

• El sistema es algo inestable, excepto algunos casos especiales, como señalaron los comentarios. Si bien no especificó si desea uno, esto puede ser un problema si desea una respuesta de ciencia dura; de lo contrario, podría agitarlo a mano, posiblemente culpando al efecto estabilizador (inexplicado) de algunos otros planetas.
• Astronómicamente, es muy poco probable que un planeta nacido localmente obtenga una órbita tan fuera del plano sin un evento serio.

Entonces, ¿cómo diablos (khm) de la Tierra podría un planeta terminar con tal órbita? Veo tres opciones:

1. Es un planeta alienígena: vino del espacio exterior hace miles de millones de años y lo atraparon. Es más antiguo que cualquier otro planeta allí, suena como un punto de trama genial, con enormes posibilidades. ;)
   Nota: Esto necesita otros planetas, posiblemente del tamaño de un gigante gaseoso, en su sistema para interactuar.
2. El sistema solar experimentó un evento cataclísmico en el pasado distante: experimentó una ruptura del sistema orbital, fue "golpeado" por un agujero negro que se movía rápidamente, encontró otro sistema solar, etc., que interrumpió mucho las órbitas planetarias. Esto debe haber causado colisiones y también un bombardeo extremo, así que llene su sistema con asteroides y cráteres;)
3. Aún mejor: ¡el planeta quedó atrapado en el otro sistema estelar causando el cataclismo de arriba! Esto tiene todas las ventajas de (1) y suena mejor y más factible que (2), en realidad. (Me imagino que es un poco difícil obtener un cambio de plano orbital de 90° desde cero... pero si el planeta siempre lo tuviera...) ¿Tal vez su vida ya estaba desarrollada en ese momento? ¿Una civilización avanzada fue destruida en el cataclismo?... Puntos de historia, puntos de historia por todas partes...

De todas las soluciones publicadas hasta ahora, no veo ninguna mención de expandir la zona habitable de modo que dos planetas con períodos orbitales largos y ligeramente diferentes encajen. Esto requeriría una estrella muy luminosa, creo que duplicar la luminosidad (promedio de longitudes de onda) triplicaría la distancia a los bordes interior y exterior de la zona habitable.

Nuestro sistema solar tiene dos planetas (Urano y Neptuno) a las 20 y 30 UA, que están en conjunción aproximadamente una vez cada 170 años . Para expandir la zona habitable desde sus límites actuales de 0,7 AU a 1,5 AU, necesitamos una estrella entre 8 y 10 veces más luminosa que el sol. Suponiendo que la estrella sea del mismo color que el Sol, sería una subgigante de clase IV, que tendría una vida demasiado corta para que la vida evolucionara, pero teóricamente podría sustentar la vida humana que llega allí durante millones de años. Estas no son estrellas poco comunes, por lo que es completamente plausible que los humanos encuentren y colonicen una si de todos modos están colonizando.

Si necesita permitir períodos más largos o más cortos entre los que será posible la transferencia entre los planetas, entonces puede ajustar el brillo de las estrellas y cambiar el tamaño de la zona habitable en consecuencia. En aras del realismo, asegúrese de que el brillo elegido cae en un área en el diagrama de Hertzsprung-Russell con el mismo color que el Sol (arriba o debajo de él en el diagrama) en una parte relativamente densa (es decir, sin 100 colores del Sol). estrellas de luminosidad).

Creo que una órbita inclinada con un período orbital similar con un desplazamiento de medio año lo haría.

No tienes mucha flexibilidad en el período orbital y aún estás en la misma zona habitable de la estrella. Eso deja la inclinación, la excentricidad y dónde en la órbita es el "punto de año nuevo".

La excentricidad afectará si estás en el borde frío o caliente de tu zona habitual. Pero no hacen mucho en términos de distancia planetaria entre sí.

Una inclinación orbital aumentará la distancia entre los objetos al moverlos fuera del plano, sin cambiar mucho el clima. Al tener una inclinación alta en un planeta (45 grados) y cero en el otro, y al compensar sus órbitas medio año, los planetas variarán entre aproximadamente una tercera órbita y media órbita entre sí.

Otro enfoque: necesitamos hacer que el sistema sea un sistema estelar binario, aunque el compañero podría no estar lo suficientemente caliente como para brillar en el espectro visible. Los dos planetas están en órbitas de resonancia con el compañero binario, lo que contribuirá en gran medida a que el sistema sea más estable.

Ambas órbitas son un poco elípticas. En su acercamiento cercano, el mundo exterior (en el punto interior de su órbita) pasa por el mundo interior (en el punto exterior de su órbita), mientras que están bastante cerca uno del otro en el espacio, la diferencia de velocidad orbital será suficiente para asegurar hay una sola ventana de tránsito entre ellos en cada encuentro.

Si bien, en general, estar cerca físicamente pero lejos en velocidad no se considera cerca en el espacio, este es un caso especial ya que su objetivo tiene una atmósfera, lo que significa aerofrenado. Todo lo que tienes que hacer es rozar el mundo, no tienes que igualar las velocidades. El camino de la misión es básicamente ser atropellado por el otro mundo.

Tenga en cuenta que el compañero binario no protegerá las lunas: estos mundos tendrán que estar sin luna, ya que los encuentros cercanos causarán estragos en sus órbitas.

Sin embargo, todavía no existe el viaje espacial crudo. Los requisitos de energía de una misión espacial son simplemente demasiado altos. Se necesita una ingeniería bastante sofisticada para obtener la densidad de energía necesaria para ir al espacio. Los barcos de crudo simplemente no tienen la densidad de potencia para hacerlo.

Los planetas no podían mantener su órbita tan cerca.

Suponga que encuentra un arreglo orbital apropiado.

Poner naves tripuladas (no solo máquinas) en órbita terrestre baja con la tecnología actual es cada vez más barato, pero sigue siendo muy caro, y nadie lo llamaría tosco o casual, excepto en términos muy relativos.

Para que otro planeta sea más alcanzable, tendría que estar más cerca que los satélites en LEO y/o pasar mucho más lento, siendo la lentitud mucho más importante . Cuando los planetas están cerca uno del otro durante períodos de tiempo prolongados, su gravedad se afecta entre sí. Para que no mantuvieran sus órbitas.

Es posible, pendiente del cálculo, que ni siquiera pudieran mantener su estructura, es decir, su forma más o menos esférica, con el otro planeta tirando del lado cercano con más fuerza que del lado lejano.

Las órbitas estables no son posibles con grandes planetas similares a la Tierra acercándose muy de cerca. Cada planeta ejercerá una atracción gravitacional sobre el otro que será particularmente fuerte en su máxima aproximación lo que a su vez modificará las órbitas de ambos. Dicho esto, podría suceder durante unos pocos millones de años como un arreglo inestable dependiendo de qué tan cerca sea "cerca".

Una configuración que proporcionaría lo que desea sería que un planeta orbite cerca del borde cálido de la zona habitable y el otro tenga una órbita elíptica que vaya desde el borde interior de la zona habitable hasta el borde exterior de la zona habitable. De esta manera, ocasionalmente los planetas estarán muy juntos cuando ambos estén en su máxima aproximación al sol al mismo tiempo. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, esta órbita sería inestable a largo plazo.

Un elemento clave que debe considerar es la velocidad. Está muy bien estar cerca de su destino, pero si el destino pasa volando a varios km/s, no podrá aterrizar allí.