Hice el período orbital de un planeta que orbita una masa = 1 sol con un año de 24 horas, tiene un semieje mayor de 1,82 millones de millas, mucho más allá del límite de Roche, aún más allá de la corona, pero solo un poco demasiado caliente. ¡Problema!
Entonces, ¿qué tipo de estrella sería un radiador de cuerpo negro que genera una radiación similar a la de la Tierra a 1,82 millones de millas de distancia?
También estoy permitiendo una fuerte magnetosfera para protegerse de los vientos solares y una atmósfera suficiente para absorber el exceso de rayos gamma/X.
Similar a la Tierra es un término vago con La temperatura media F y un poco de actividad tectónica nunca dañan a nadie en Mustafar, excepto a Annakin (eso es una broma). En serio, la gravedad sacudirá las cosas pero no romperá el planeta, y eso está bien.
La fuerza de marea de la estrella reemplaza a la luna. El planeta orbita en el sentido de las agujas del reloj cada 24 horas y rota en el sentido contrario a las agujas del reloj desde una rotación síncrona cada 24 horas (se observa que el sol completa un arco de altitud). Usted ve el mismo ciclo de amanecer/atardecer que nosotros y un ciclo de marea bastante similar también, si no un poco más profundo en la variación, pero el concepto mismo de "año" deja de existir. Sólo tenemos días. No hay meses, estaciones, años, siglos o milenios, etc, etc.
Si esto es imposible para un clima similar al de la Tierra, puedo trabajar con un planeta similar a Venus si eso hace algo más realista.
Son una especie de medio camino entre una estrella real y un gigante gaseoso. A diferencia de una estrella normal que puede fusionar cualquier isótopo de hidrógeno, las enanas marrones solo fusionan el isótopo pesado mucho más raro, el deuterio (y en algunos casos el litio). Dado que la mayor parte de su masa no es fusible, su temperatura suele oscilar entre 250 y 2000 grados Kelvin, lo que permite órbitas mucho más bajas de las que podría tener otras estrellas. Además, como su nombre indica, no son muy grandes. Todos tienden a tener aproximadamente el mismo tamaño que Júpiter, pero son más densos y oscilan entre 13 y 90 veces la masa de Júpiter (0,018-0,086 masas solares).
Usando esta http://www.1728.org/kepler3a.htm calculadora para determinar el radio orbital, y esta http://www.astro.indiana.edu/ala/PlanetTemp/index.html para determinar las temperaturas, pude determinar que un planeta similar a la Tierra alrededor de una enana marrón de tamaño mediano podría mantener temperaturas similares a las de la Tierra durante aproximadamente 24 horas al año.
Dicho esto, el bloqueo de mareas en este período orbital es un problema muy real. Va a suceder, y sucederá muy rápidamente en escalas de tiempo geológico. La única forma de mantener un ciclo día-noche en un planeta con un período orbital tan corto es con resonancia orbital de espín. Este es un tipo especial de bloqueo de marea donde la órbita encuentra un patrón óptimo de rotaciones a las órbitas.
Mercurio hace esto en forma de resonancia 3:2, lo que significa que gira alrededor de su eje exactamente 3 veces por cada 2 órbitas. En este escenario, un día dura 2/3 de un año; por lo tanto, debería tener un año de 36 horas y un día de 24 horas. Técnicamente tendrías temporadas en este escenario, pero serían tan cortas que pasarían bastante desapercibidas en términos de la vida cotidiana.
Se cree que este fenómeno es causado por una fuerte atracción gravitacional de un tercer cuerpo que podría lograrse al hacer de este un sistema estelar binario (no se cree que las enanas marrones soporten gigantes gaseosos).
Pregunta interesante, debería haber una calculadora para verificar un escenario como ese, solo que no pude encontrar ninguna.
Hay varias otras calculadoras y tablas que pueden ayudar a responder esta pregunta:
Características de tipo espectral
A partir de una estimación rápida, esto (órbita de 1 día) no es posible con una estrella de secuencia principal. Si tomamos la pequeña estrella M8, tendría una masa de 0,17 soles, una luminosidad de 0,002 y una temperatura superficial de 2700K. Una estrella más pequeña sería una enana marrón y, de manera realista, no podría albergar vida tal como la conocemos en sus planetas.
Los cálculos nos darían un radio de órbita de 0,011 AU, mientras que la zona habitable se extendería entre 0,047 y 0,094 AU, que es al menos 4 veces más lejos de la estrella. En resumen, nuestro planeta de 1 día estaría peor que Venus.
Sin embargo, si no nos limitamos a las estrellas de la secuencia principal, hay opciones. Las enanas blancas son conocidas por sus relaciones de masa a luminosidad muy altas, así como por su estabilidad a largo plazo.
Escojamos la estrella Van Maanen 2 , que es una enana blanca a 14 años luz del sistema solar y veamos cómo un planeta puede moverse en una órbita a su alrededor. La masa de Van Maanen 2 es de 0,68 soles, la luminosidad de 0,00017 y la temperatura superficial es mucho más cómoda para nosotros 6220K. La órbita para un año de 1 día da como resultado 0,017 UA, mientras que la zona de habitabilidad oscila entre 0,012 y 0,021 UA. ¡Bingo!
Sí, nuestro planeta puede orbitar una enana blanca. Sin embargo, es probable que esté bloqueado por mareas, y en este punto no está del todo claro para la ciencia si la vida puede existir en un planeta como ese, incluso si tiene la temperatura adecuada (en promedio).
Para una estrella con 1 masa solar, y a la distancia que necesitarías (2.927.699,613 km) para un año de 24 horas, podrías tener:
Estos son los dos extremos, pero le darían la producción solar correcta.
Los radios observados de las enanas blancas han sido aproximadamente del 0,8 al 2% del del Sol. Esto posiblemente funcione para su solución, pero también debe tener en cuenta que las enanas blancas tienen una mayor producción de energía por unidad de volumen que el Sol.
No se puede conseguir un planeta habitable con temperaturas como la Tierra orbitando una estrella con una masa igual a la del Sol con un periodo orbital o año de un día terrestre de duración. Por lo tanto, tendrá que conformarse con una estrella muy diferente del Sol para que un planeta como la Tierra tenga un año de un día terrestre.
La masa de una estrella (y su edad en menor grado) determinará la cantidad de radiación que emitirá la estrella. La cantidad de radiación que emite una estrella determinará las distancias de su zona habitable donde un planeta podría orbitar y tener temperaturas similares a las de la Tierra. La masa de la estrella y la distancia orbital del planeta determinan la velocidad orbital del planeta y la duración de su año.
Hay exoplanetas conocidos con años de menos de un día terrestre. Pero no están orbitando en las zonas habitables de estrellas con masas iguales a la del Sol.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes#Orbital_characteristics 1
Se sabe que hay exoplanetas que orbitan en las zonas habitables de sus estrellas, lo que los convierte en exoplanetas potencialmente habitables.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_potentially_habitable_exoplanets 2
La duración de sus años varía ampliamente. Los cuatro planetas en la zona habitable de TRAPPIST-1 incluían los tres exoplanetas potencialmente habitables con los días más cortos conocidos; 9.2 días, 6.1 días y 4.05 Días de la Tierra.
No he hecho cálculos, pero creo que es posible que un planeta en la zona habitable de una estrella tenga un año tan corto como un día terrestre.
Pero todos los mundos potencialmente habitables que orbitan en las zonas habitables que tienen años muy cortos orbitan alrededor de enanas rojas muy tenues de clase espectral M. Y esas estrellas son mucho menos masivas que el Sol.
Para que un planeta orbite en la zona habitable de su estrella con un año de un día terrestre, tendría que orbitar alrededor de una estrella de clase M incluso más tenue que TRAPPIST-1, incluso más cerca que TRAPPIST-1d. Así que parece que no hay forma posible de que esa estrella tenga la misma masa que el Sol.
Se ha calculado que los planetas que orbitan en la zona habitable de una estrella enana roja se bloquearían por mareas con sus estrellas, con un lado mirando constantemente a la estrella y teniendo un día eterno y un lado mirando constantemente en dirección opuesta a la estrella y teniendo una noche eterna. Y es controvertido si un planeta podría ser como la Tierra y habitable si estuviera bloqueado por mareas a su estrella.
Una forma de salir de ese problema sería hacer que el planeta similar a la Tierra sea en realidad una luna gigante similar a la Tierra de un planeta gigante. La luna orbitaría el planeta que orbitaría la estrella. La Luna quedaría bloqueada por mareas con el planeta y no con la estrella, por lo que tendría un ciclo diario de luz y oscuridad igual al período de su órbita alrededor del planeta.
Si lo intenta, sería más probable que la Tierra, como la Luna, tuviera un período orbital de un día terrestre alrededor del planeta, y que el planeta tuviera un período orbital de al menos varios días alrededor de la estrella, en lugar del planeta. teniendo un período orbital de un día terrestre alrededor de la estrella, y la luna teniendo un período orbital de una fracción de un día terrestre alrededor del planeta. Así que eso no sería exactamente lo que quieres.
Por supuesto, siempre es posible, dependiendo de varias teorías sobre el tema, que un planeta bloqueado por mareas que orbita cerca de una estrella enana roja pueda permanecer habitable. Dado que Trappist-1 es de clase espectral M8V, un planeta habitable y similar a la Tierra con un año de un día terrestre probablemente sería de clase M9V, o incluso más tenue.
Si una enana roja con clase espectral M9V aún fuera demasiado luminosa para tener un planeta similar a la Tierra con un año de un día terrestre, tendría problemas para seleccionar un tipo de estrella aún más tenue.
Es posible que debas optar por una estrella enana blanca. Las estrellas enanas blancas son mucho más calientes que las estrellas enanas rojas, por lo que cada área de su superficie emite mucha más radiación que la misma área de una estrella enana roja. Pero las enanas blancas pueden ser muy pequeñas y, por lo tanto, pueden tener mucha menos superficie para emitir radiación.
Por lo tanto, las estrellas enanas blancas más tenues pueden ser mucho más tenues que las estrellas enanas rojas más tenues.
Las estrellas enanas blancas, a pesar de su tamaño más pequeño, también son muy densas y, por lo tanto, son más masivas que las estrellas enanas rojas. Por lo tanto, un planeta que orbita una estrella enana blanca podría tener que orbitar más rápido para permanecer en órbita y tener un año más corto que si orbitara una estrella enana roja a la misma distancia.
Entonces, las estrellas enanas blancas serían una buena opción para un planeta similar a la Tierra con un año en el día terrestre. Excepto por la historia de las estrellas enanas blancas.
Las estrellas enanas blancas alguna vez fueron estrellas masivas que tenían que quemar su combustible muy rápidamente, por lo que se quedaron sin hidrógeno para fusionarse, se expandieron en gigantes rojas y luego se redujeron a diminutas enanas blancas que brillan con el calor sobrante.
Ese proceso habría destruido cualquier planeta que orbitara tan cerca. Entonces, el planeta similar a la Tierra tendría que haber sido movido de algún otro lugar a su órbita actual por fuerzas naturales bastante improbables o por una civilización muy avanzada, y luego permanecer en su nueva órbita durante miles de millones de años mientras desarrollaba gradualmente condiciones similares a las de la Tierra en su superficie
otra posibilidad sería que el planeta orbite alrededor de una enana marrón. Una enana marrón es un objeto más masivo que un planeta y menos masivo que una estrella, que en su mayoría emitiría radiación infrarroja invisible. Un planeta que orbita una enana marrón con la masa y la luminosidad correctas posiblemente tenga un año de un día terrestre mientras orbita dentro de la zona habitable de la enana marrón, aunque no he hecho ningún cálculo.
Entonces, hay varias posibilidades para que alguien calcule una órbita dentro de la zona habitable con una duración de un día terrestre.
Uno) una enana roja, probablemente de clase espectral M9V.
Dos) una enana blanca, donde el planeta se movió a su órbita actual hace miles de millones de años, después de que la estrella se convirtiera en una enana blanca.
Tres) una enana marrón.
Para una estrella de masa solar con un clima similar al de la Tierra en una órbita de 1 día, necesitarías una enana blanca. Sin embargo, esto presenta algunos problemas.
En primer lugar, la enana blanca es el estado final de la evolución estelar. La estrella progenitora habría sido mucho más grande, especialmente durante la etapa gigante, que destruiría el sistema planetario interior. También tienes el problema de que una joven estrella enana blanca es extremadamente caliente y luminosa, lo que herviría toda el agua de un planeta cercano mucho antes de que la estrella se enfriara lo suficiente (a una temperatura similar a la de nuestro Sol) para el 1- órbita diurna para estar en la zona habitable.
La forma de evitar esto es formar el planeta en una fecha posterior. Una forma de hacer esto es hacer que los cambios orbitales debido a la pérdida de masa de la estrella progenitora desestabilicen un sistema planetario existente, lo que finalmente empuja a un planeta a una órbita en la que la gravedad de la enana blanca lo destroza. Esto podría producir un disco alrededor de la enana blanca que podría formar una nueva generación de planetas. Si las inestabilidades tardan suficiente tiempo en resolverse, es posible que pueda evitar lo peor de la etapa luminosa temprana de la evolución de la enana blanca.
Una alternativa es que la enana blanca sea parte de un sistema binario, y cuando la segunda estrella pasa por su etapa de gigante roja, la nueva enana blanca captura suficiente material para producir un disco formador de planetas y crear nuevos planetas. Por supuesto, si cae demasiado material sobre la enana blanca, corre el riesgo de que el sistema sufra explosiones de nova o una supernova de tipo Ia.
Una vez que de alguna manera tienes un planeta en la "zona habitable" de una enana blanca, el siguiente problema principal es el calentamiento de las mareas. Las fuerzas de marea a esa distancia de una enana blanca serán severas: incluso pequeñas cantidades de excentricidad orbital darán como resultado un mundo que hace que Io parezca estable, cuyas consecuencias podrían incluir un efecto invernadero desbocado (también conocido como "Venus de marea"), magma océanos y otras cosas desagradables en general. Las fuerzas de marea actuarán para circularizar la órbita en escalas de tiempo cortas, pero si hay otro planeta en el sistema, el efecto de su gravedad en la órbita podría desencadenar fácilmente un desastre.
mateo
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