¿Qué permitiría que un planeta habitable tuviera un área de siempre noche, un área de siempre día y un área de ciclo de día y noche?

Me pregunto qué fenómeno natural permitiría que un planeta tenga una parte de su superficie siempre bajo la luz del día, una parte de su superficie que nunca vea dicha luz y una tercera parte donde el día y la noche tengan un ciclo "normal".

El contexto :

El " área de día " debe estar siempre bajo la luz del sol y ser lo suficientemente caliente como para que no sea apto para la vida humana.

El " área de noche " nunca debe estar bajo la luz del sol y ser lo suficientemente frío como para no ser apto para la vida humana.

El " área del ciclo de día y noche" debe tener un ciclo de día y noche (obviamente) y ser adecuado para la vida humana.

Siempre y nunca significa que estas áreas deben permanecer estables durante un mínimo de algunos miles de años, sin un máximo específico en mente. También debería haber estado en este estado durante al menos unos cientos de miles de años.

Los bordes no tienen que estar absolutamente inmóviles, siempre que no tengan un impacto significativo en el transcurso de este período de tiempo (es decir, no deberían aparecer como una amenaza para la vida consciente en otras áreas por su movimiento).

El fenómeno debe ser natural (sin intervención de humanos o extraterrestres). Tiene que ser lo suficientemente estable para que la vida se haya desarrollado y evolucionado en el planeta, y el planeta no debería estar condenado en un futuro próximo a causa de ello.

Cada área debe cubrir una superficie significativa (mínimo 10-15%) del planeta. Se pueden colocar en cualquier lugar, siempre que no formen múltiples parches pequeños.

Algunas hipótesis

Hice una pregunta incompleta con este problema en mente, pero me fusioné con el primer pensamiento que tuve, un planeta bloqueado por mareas con dos ejes de rotación, que fue respondido como imposible ( créditos a rek ).

Se propusieron algunas ideas, pero como fui demasiado impreciso, no tengo idea de si puede cumplir con todas las condiciones anteriores ( créditos a John Feltz por ambos):

  • Aunque el planeta está bloqueado por mareas, solo llegó allí en el pasado (geológicamente) reciente, y todavía tiene algo de oscilación, también conocida como nutación. Esto proporcionará un ciclo día-noche cerca del área crepuscular.

  • El planeta [bloqueado por mareas] tiene una luna grande y baja que eclipsa regularmente parte de la superficie.

¿Cuánto dura exactamente el día o la noche "siempre"? ¿Estamos hablando de algunos años, pocas vidas humanas, milenios, el resto de la vida de la estrella? El primer pensamiento que tuve fue una posible luna geosíncrona bloqueando constantemente una parte del planeta como dijiste.
Editado: se agregó el período de tiempo durante el cual las áreas deben ser estables.

Respuestas (4)

Bloquee el planeta con las mareas para que tenga un lado siempre de cara al sol y el otro siempre de espaldas.

Luego agregue una pequeña luna que orbite el planeta con una inclinación muy alta (por ejemplo, paralela al círculo polar ártico y no al ecuador). (Agregue un cuerpo secundario en una órbita geocéntrica sobre el polo norte que atrae la órbita de las primeras lunas hacia el norte permitiendo esto) Es fácilmente visible en cualquier lugar del hemisferio norte, pero completamente invisible desde el sur.

Haz la luna no de roca sino de un material increíblemente reflectante.

Ahora tienes un lado siempre diurno, un lado siempre nocturno (lado oscuro del hemisferio sur) y un área que tiene día/noche (lado oscuro del hemisferio norte), con la luz reflejada de la luna para crear el "día".

Así no es como funcionan las órbitas. No puedes tener una luna orbitando alrededor de una latitud específica. La órbita de la luna se puede inclinar, pero aún debe estar centrada alrededor del baricentro entre ella y el planeta, que probablemente se encuentra cerca del centro del planeta.
Estoy de acuerdo con @ApproachingDarknessFish. Así no es como funcionan las órbitas.
Agregue un cuerpo secundario en una órbita geocéntrica sobre el polo norte que tire de la órbita de las primeras lunas hacia el norte y puede ser.
Buena idea, pero debes editar el segundo párrafo antes de que te voten. Dejarlo como está (física incorrecta) obtendrá un voto negativo en un tiempo.
Imagínese el acento británico del compañero de "El Doctor" preguntando: "¿Una órbita geocéntrica sobre el polo norte?" Dr.: “Todas las lunas son geocéntricas. Esa es solo una forma elegante de decir que es una luna”. compañero: “¿Pero el Polo Norte ?” Dr.: “Me gusta el Polo Norte”. borrador: "Pero,..." (haciendo movimientos orbitales con las manos y agitando los brazos) "¿no va contra las leyes de la mecánica eléctrica?" Dr.: (desdeñosamente) "Tienen una variación ".

Combine el bloqueo de marea con alta excentricidad o alta inclinación (o ambas).

Puedes verlo ahora un poco en la luna: parece balancearse hacia adelante y hacia atrás y cabecear un poco hacia arriba y hacia abajo, por lo que el área a los lados verá a la Tierra balancearse hacia arriba y hacia abajo, saliendo y poniéndose.

libración

En un cuerpo que orbita alrededor de una estrella, esta libración hará que el terminador se desplace, y cualquiera que esté allí experimentará el amanecer y el atardecer.

Este efecto puede ser significativamente mayor.

¿condenado?

Este efecto no “condena” al planeta. Sin embargo, imagine interacciones con otras órbitas que hagan que la inclinación o la excentricidad cambien con el tiempo geológico. La vida se adapta a la zona crepuscular a medida que se ensancha. Luego comienza a encogerse a medida que la órbita se circulariza, forzando la vida en zonas cada vez más estrechas, con restos horneados y congelados para mostrar lo que alguna vez fue.

Gracias por esta respuesta. Usted menciona que este efecto puede ser mayor, ¿quiso decir en términos de velocidad, ángulo o ambos? ¿El bloqueo de mareas y la alta excentricidad no harían que el planeta fuera demasiado peligroso, similar a Io y su vulcanismo?
Mayor efecto: me refería al ángulo. La velocidad sería el período de la órbita. Re Io y su vulcanismo: las fuerzas de marea tienen que ver con la distancia a la primaria. No he visto eso analizado en el contexto de la zona habitable de una estrella enana roja. Tales mareas altas harían que la órbita cambiara.
La razón por la que Io se queda quieto por tanto tiempo es porque 4 lunas grandes están juntas.

Tener un planeta bloqueado por mareas con una inclinación axial de 45 grados.

El sol (estrella) se moverá, de un lado a otro, a lo largo de un camino de 90 grados en el cielo. Animación ajustable
Un lado del planeta estará de frente al sol constantemente, y el otro lado estará de espaldas al sol constantemente.



Círculo con cuatro regiones

Este círculo representa el planeta visto desde el lado de la cara bloqueada por mareas y no desde el eje de rotación del planeta.

La región amarilla superior recibe luz solar constante.
La región gris inferior no recibe luz solar.
Las dos regiones marrones reciben luz solar durante la mitad del día cada una.
Los polos se encuentran en cada una de las regiones marrones.
El ecuador (que se muestra en rojo) desciende verticalmente, desde el lado brillante hasta el lado oscuro.

Las tres regiones que reciben la luz solar se desvanecen gradualmente entre sí, con respecto a la curvatura del planeta y la cantidad de luz solar en diferentes lugares.


¿Estabilidad?

Supongo que este fenómeno es lo suficientemente estable como para que la vida evolucione y no esté condenada. Podría decirse que la vida tendría menos área de superficie disponible y probablemente vientos muy fuertes provenientes de las dramáticas diferencias de temperatura. Supongo que la órbita puede manejar algunas excentricidades y otras imperfecciones, sin interrumpir el bloqueo de marea o la inclinación axial.
No creo que este fenómeno sea un caso de equilibrio inestable, como los Puntos de Lagrange.

Pero, francamente, no tengo idea de cómo juzgar esto correctamente.
Complemente otros juicios sobre estabilidad.


Gracias por plantear una pregunta tan interesante. :)

Lo siento, pero no entiendo cómo funcionaría. No puedo visualizar el movimiento del planeta en relación con su estrella, a menos que use el fenómeno descrito por JDługosz con un ángulo muy fuerte. No tengo idea de si podría ser tan fuerte, pero me parece poco probable que sea posible. Además, no entiendo cómo un planeta con un eje inclinado podría estar bloqueado por la marea. Investigué un poco y solo pude encontrar respuestas que van en contra de esto aquí y aquí
Suponiendo que es posible tener un bloqueo de marea con una inclinación axial significativa, el eje precederá rápidamente. En términos de que el sol salga/se ponga sobre el polo, creo que da el mismo movimiento que la inclinación de la órbita alta.
No sabía que el bloqueo de marea permitía la inclinación axial.
Ah, voy a tratar de explicar. Estoy de acuerdo con la sugerencia de @JDługosz. Imagina un planeta bloqueado por mareas básico. Luego gire su plano orbital 45 grados. ¿Te funciona este enlace?: Animación Estoy usando Tidal Locking "(...) no hay transferencia neta de momento angular (...)", que creo que es equivalente a 'El período orbital de un planeta es el mismo que su período de rotación, siempre que la inclinación axial esté entre -90 y 90 grados.
Ahora me doy cuenta de que @JDługosz tiene una respuesta perfectamente buena. Acabo de abordar el tema a través de Axial Tilt en lugar de Orbit Inclination.
Correcto... ¡la inclinación axial y la inclinación orbital son idénticas si no hace referencia al plano orbital a algún valor fuera de 0! Simplemente incline todo el diagrama. En realidad, la cantidad de momento angular requerida para cambiar uno frente al otro es diferente.

Planeta bloqueado por mareas, tan cerca de su estrella que incluso la "zona crepuscular" es inhabitable. Una mirada a ese orbe infernal y literalmente estás frito. Un campo magnético superpotente mantiene intacta la atmósfera a pesar del intenso viento solar.

Luna altamente reflectante, orbitando a 90 al plano de la eclíptica. La parte habitable del planeta principal se encuentra en el lado oscuro, cerca pero no demasiado cerca del lado diurno. Cuando la luna es visible -siempre en cuarto creciente, pero iluminada por ese lado por un sol caliente e impío- da una luz decente. Cuando no lo está, el lugar está totalmente oscuro, excepto quizás por un resplandor rojo y siniestro en el horizonte donde acecha el sol asesino.

Diagrama:planeta bloqueado por mareas, luna súper brillante