No es posible para un planeta similar a la Tierra.

El límite de Roche es la distancia dentro de la cual un satélite, que se mantiene unido por su propia gravedad, se dividirá por la atracción gravitacional diferencial del planeta que orbita.

La ecuación para ello es

$$d = 1.26R_{m}\left(\frac{M_M}{M_m}\right)^{1/3}$$ dónde $R_m$es el radio del satélite, $M_M$es la masa del planeta, y $M_m$es la masa del satélite. (Tenga en cuenta que este es el límite de Roche de cuerpo rígido; en su lugar, podría usar la aproximación de cuerpo fluido para obtener un factor de 2,46. Las conclusiones serán las mismas para cualquiera de los dos).

Si su planeta y satélite tienen el mismo radio y masa, el límite de Roche es 1,26 veces el radio de cualquiera. Eso significa que la atmósfera de cada uno de los dos planetas tiene que extenderse hacia arriba en un 13% del radio del planeta para que las atmósferas se fusionen.

Para la Tierra, el 13% del radio es de 828 km. La altura de la atmósfera depende de qué parte esté midiendo: la troposfera de la Tierra (la parte con más nubes y clima) solo se extiende hasta unos 20 km, la estratosfera hasta 50 km y la mesosfera hasta 85 km. En cualquier caso, la Estación Espacial Internacional se encuentra a unos 300-400 km, por lo que la atmósfera ciertamente se detiene muy por debajo de los 828 km.

Entonces, para el caso de dos Tierras o planetas similares a la Tierra, los planetas se desintegrarían entre sí bajo la gravedad antes de compartir atmósferas.

Posible para Titán - por muy poco tiempo

Las capas atmosféricas de Titán son la troposfera de 40 km, la estratosfera de 300 km y la mesosfera de 500-600 km. La atmósfera de Titán es más espesa y su gravedad es menor, lo que permite que la atmósfera se extienda más arriba. El 13% del radio de Titán es de 334 km, por lo que es posible que dos titanes puedan orbitar entre sí mientras se fusionan sus estratosferas.

Sin embargo, eso no duraría mucho. El arrastre que las atmósferas causarían entre sí haría que los dos objetos perdieran rápidamente energía cinética orbital, lo que haría que se movieran uno hacia el otro mientras orbitaban. Y dado que, para empezar, estos objetos solo están separados por un límite de Roche, no tienen que perder mucha distancia antes de comenzar a destrozarse entre sí nuevamente.

Básicamente, incluso si diseñaste dos planetas con espesores atmosféricos, masas y radios para permitirles orbitar entre sí fuera del límite de Roche mientras comparten atmósferas, el acto de compartir atmósferas causará suficiente resistencia para que los planetas se destruyan entre sí.

Entonces, en conclusión final, dos planetas no pueden compartir atmósferas mientras planea usar ciencia real.

El límite de Roche es la distancia mínima que un objeto ligado gravitacionalmente puede orbitar alrededor de otro sin ser separado por las fuerzas de las mareas.

Para la Tierra y los satélites fluidos, se utiliza la siguiente ecuación aproximada para el límite de Roche:

$$d \approx 2.44 R \left ( \frac{\rho_m}{\rho_M}\right )^{1/3}$$

Para dos Tierras, dado que las densidades serán las mismas, esto sería 2,44 veces el radio de la Tierra, o alrededor de 12,6 millones de metros. A continuación, se quiere calcular la distancia a la que se compartiría la atmósfera. Habría que encontrar el radio en el que existe una superficie equipotencial que conecta una atmósfera con otra.

Pero voy a ignorar eso. Esto se debe a que cualquier intercambio atmosférico generará grandes cantidades de fricción que reducirían la velocidad orbital. Esto reduciría la energía en la órbita y luego conduciría a una espiral interna que luego conduciría a que los dos planetas colisionen y se destruyan.

Sin embargo, si desea un sistema de planetas binarios, deben estar separados por al menos 12,6 millones de metros. Sin embargo, si desea un sistema estable, más lejos es mejor, ya que habría menos posibilidades de que algo salga mal y provoque una espiral interna.

Seguro que pueden compartir una atmósfera... durante unos pocos segundos brillantes y dolorosos mientras chocan y se convierten en una nube de polvo y rocas.

Pero para tenerlos lo suficientemente cerca como para que sus atmósferas se superpongan y no choquen entre sí, tendrías que hacerlos girar alrededor de un punto central extremadamente denso tan rápido que la fuerza de rotación los separaría, y luego, lamentablemente, estás de vuelta en el mismo lugar. tu nube de polvo y rocas.