¿Qué tan cerca podría estar otro sistema solar sin afectar negativamente al nuestro?

El otro sol no debería ser más brillante en nuestro cielo que Venus en su punto más brillante.

Esta es su restricción más estricta. Los astrónomos incluso ahora están haciendo búsquedas del Planeta X e incluso de enanas marrones en la nube de Oort, y aún no han llegado a la conclusión de que no hay nada allí . Esto demuestra que la tecnología actual ni siquiera puede detectar con certeza los efectos gravitatorios de una estrella similar al Sol a distancias de años luz. Ciertamente no hay grandes efectos de gravitación (aparte de las interrupciones descontadas de la nube de Oort) de un comienzo similar al sol a 1 año luz de distancia.

OTOH, Venus alcanza un máximo de -4,9 magnitudes mientras que Alpha Centauri i en -0,3. Entonces Alpha podría obtener 4.6 magnitudes más brillantes antes de que fuera más brillante que Venus. 5 magnitudes es un factor de 100 (una diferencia de una magnitud es un cambio en el brillo de la quinta raíz de 100), por lo que si Alpha fuera 73 veces más brillante, sería tan brillante como Venus. 73 veces más brillante es 8,5 (la raíz cuadrada de 73) veces más cerca, que está a medio año luz de distancia en lugar de los actuales 4,3 al.

Entonces, medio año luz es probablemente la distancia límite para que una estrella similar al Sol no parezca más brillante que Venus. Las estrellas más tenues (que aún son capaces de tener planetas con vida) podrían acercarse y no ser más brillantes que Venus.

Dudo mucho que tener doce de ellos sea significativamente diferente a tener uno, ¡aunque el cielo sería bastante espectacular!

Estoy de acuerdo con Mark Olson en que hacer que la estrella más cercana no parezca más brillante que Venus en el cielo es el principal factor que establece una distancia mínima para las estrellas vecinas. Y creo que medio año luz de distancia no es una mejora de distancia muy grande. Eso permitiría que la estrella más cercana con la misma magnitud absoluta que el Sol esté 8,6 veces más cerca que Alpha Centauri, o un 11,62 por ciento más lejos que Alpha Centauri, lo cual es muy útil, pero sigue siendo desgarradoramente lejano para la tecnología actual de viajes espaciales. Sería una mejora mucho mejor hacer que la estrella más cercana fuera un uno por ciento hasta Alpha Centauri, o un 0,1 por ciento hasta Alpha Centauri, o un 0,01 por ciento hasta Alpha Centauri.

Si todas las estrellas vecinas son enanas rojas muy tenues, o si se permite que se vean muchas veces más brillantes que Alfa Centauro, podrían estar mucho más cerca del 11,62 por ciento de Alfa Centauro, y sería mucho más fácil alcanzarlas. a ellos.

Tenga en cuenta que los planetas de nuestro sistema solar tienen órbitas estables a pesar de estar a 4,37 años luz o 1,339 parsecs del sistema estelar más cercano, Alpha Centauri. Entonces, es obvio que 4,37 años luz o 1,339 parsecs es mayor que la separación mínima entre estrellas necesaria para que los planetas que orbitan alrededor de esas estrellas tengan órbitas estables.

Hay muchos sistemas estelares dobles y múltiples en los que dos o más estrellas se orbitan entre sí. Y si dos estrellas en un sistema binario están lo suficientemente separadas, ambas pueden tener planetas orbitando en órbitas estables a su alrededor.

Por ejemplo, Alpha Centauri C, o Proxima Centauri, es probablemente parte del mismo sistema estelar que Alpha Centauri A & B. La distancia entre Proxima y Alpha Centauri A & B es 12,947 más o menos 260 Unidades Astronómicas (AU), o 1.94 más o menos 0,04 billones de kilómetros. Se descubrió un planeta que orbita Próxima Centauri en 2016. Se estima que el planeta Próxima Centauri b tiene al menos 1,3 veces la masa de la Tierra y orbita a una distancia de aproximadamente 0,0485 AU con un período de 11,186 días terrestres. Proxima Centauri b orbita dentro de la zona habitable de Proxima Centauri.

Dado que hay aproximadamente 206.264,806 AU en un parsec, y Alpha Centauri está a aproximadamente 1,339 parsecs o 276.188,56 AU del Sol, la distancia de Proxima Centauri a Alpha Centauri A & B es aproximadamente 0,0468773, o 4,68 por ciento, de la distancia entre Alpha Centauri y Alpha Centauri. el sol. Y esa distancia es lo suficientemente grande como para que Proxima Centauri b tenga una órbita estable alrededor de Proxima Centauri dentro de la zona habitable de Proxima Centauri. (Proxima Centauri es una estrella fulgurante por lo que hay dudas de si Proxima Centauri b podría ser habitable)

Alpha Centauri A, o Rigil Kentaurus, y Alpha Centauri B, o Toliman, se orbitan entre sí a distancias que van desde 11,2 AU (1680 millones de kilómetros) hasta 35,6 AU (5330 millones de kilómetros), o aproximadamente la distancia entre Saturno y el Sol. sobre la distancia de Plutón al Sol.

Un planeta de Alpha Centarui B, Alpha Centauri Bc, fue anunciado en 2013. Si es real, orbita a una distancia de aproximadamente 0,10 AU y un año de aproximadamente 12 días terrestres. Está más cerca de Alpha Centauri B que de la zona habitable y probablemente tenga lagos de lava fundida.

Esto indica que dos estrellas pueden acercarse hasta 11,2 AU sin interrumpir las órbitas de sus planetas más cercanos, aunque obviamente los planetas que orbitan a la distancia de Saturno o más lejos verían sus órbitas interrumpidas.

Se ha calculado que la zona habitable de Alpha Centauri A estaría a unas 1,25 UA de distancia y la zona habitable de Alpha Centauri B estaría a unas 0,7 AU (100 millones de kilómetros) de distancia. También se ha calculado que los planetas en esas zonas habitables tendrían órbitas estables, aunque todavía no se ha descubierto ninguno.

Si dos estrellas pueden acercarse a 11,2 AU a 35,6 AU sin interrumpir las órbitas de sus planetas interiores, entonces dos estrellas pueden acercarse entre 0,0000405 y 0,0001288, o entre 0,00405 y 0,01288 por ciento, de la separación entre el Sol y Alfa Centauro sin interrumpir las órbitas de sus planetas interiores.

El artículo de Wikipedia Habitability of Binary Star Systems dice:

En los planetas no circumbinarios, si la distancia de un planeta a su estrella primaria supera aproximadamente una quinta parte de la aproximación más cercana de la otra estrella, la estabilidad orbital no está garantizada.[5]

http://www.solstation.com/habitable.htm#sthash.UNS47OKi.dpbs 1

Esto implica que si la distancia orbital de un planeta es inferior a una quinta parte de la máxima aproximación de la otra estrella, su estabilidad orbital debería o podría estar garantizada.

Entonces, si la Tierra fuera parte de una estrella binaria, y el acercamiento más cercano de la otra estrella al Sol fuera más de 5 AU, la órbita de la Tierra permanecería estable y casi sin cambios.

Sin embargo, estas observaciones y cálculos son para planetas que orbitan estrellas en sistemas binarios donde las dos estrellas tienen órbitas elípticas alrededor de su centro de gravedad común y, por lo tanto, viajan a las velocidades orbitales correctas.

Dos estrellas que orbitan por separado el centro de la galaxia y que pasan cerca de cada una podrían tener velocidades relativas significativamente mayores. Y eso podría significar que tendrían que pasar a distancias muchas veces mayores que 5 UA para evitar interrumpir las órbitas de los planetas en sus zonas habitables.

De todos modos, pases tan cercanos ciertamente interrumpirían las órbitas de pequeños cuerpos en los sistemas solares exteriores de las dos estrellas, lo que podría resultar en múltiples eventos de extinción causados ​​por impactos de asteroides y cometas en cualquier planeta habitable.

No es difícil en absoluto.

Aquí hay un concepto artístico de lo que parece el mediodía en Plutón (alrededor de 30 UA de distancia)

Si sale a unas pocas semanas luz de distancia (1 semana luz es ~ 1200 AU), puede hacer que una estrella similar al Sol aparezca tan brillante como Venus.

A medida que avanzan los efectos gravitacionales, la fuerza de la gravedad es inversa al cuadrado de la distancia, por lo que se desvanece muy rápidamente. La atracción gravitacional del Sol a 1 UA (la distancia promedio entre el Sol y la Tierra) es una pequeña porción de la gravedad de la Tierra ( https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=184 ) pero obviamente eso es suficiente para mantener a la Tierra orbitando a su alrededor. El robo de planetas aún podría ocurrir, pero si ocurre, lo hará a una velocidad galáctica, durante cientos de millones de años. Todavía podremos detectarlo: usamos los efectos gravitacionales para detectar exoplanetas a cientos de años luz de distancia, pero no tendrá ningún efecto práctico en nuestro planeta.

Tan lejos no habrá auroras, el viento solar del otro sol estará demasiado disperso para eso y el viento solar de nuestro Sol lo mantendrá fuera de nuestro sistema solar.

Todo esto supone que la estrella vecina es similar al Sol. Sin embargo, el Sol es más grande que su estrella promedio, es una estrella G2V, por lo que puede postular fácilmente que la otra estrella es una estrella más pequeña y menos luminosa.

En resumen, unas pocas semanas luz probablemente serán suficientes para mantener los efectos visibles al mínimo.

En cuanto a tener un grupo de tales sistemas solares cerca, tampoco es un problema. El sistema solar se encuentra en una región de la Vía Láctea conocida como el brazo de Orión, que no es muy densa: los sistemas solares se encuentran en promedio a 3 o 4 años luz de distancia. Si estuviéramos en el centro galáctico, tendríamos muchos otros sistemas solares que están mucho más cerca de nosotros. Si quieres un montón de vecinos que estén cerca, simplemente coloca el sistema solar en una parte más densa de la galaxia.

https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_Arm#/media/File:OrionSpur.png

Eso depende.

Dos estrellas pueden estar ligadas gravitatoriamente o no.

Si se unen, pueden seguir siendo un sistema binario durante miles de millones de años, y las órbitas de todos los planetas y cometas se ajustarán para tener dos cuerpos pesados ​​en el sistema.

Si no están unidas, las estrellas van a desaparecer unas de otras en unas pocas decenas de miles de años. Al pasar, definitivamente perturbarán las nubes de Oort de los demás, enviando varios cometas a los sistemas internos. Posiblemente, las órbitas de los planetas también se verán alteradas, y algunos asteroides se pondrán en curso de colisión con planetas habitados, pero esto probablemente llevará más tiempo (100,000, tal vez millones de años), por lo que el día del juicio final llegará mucho después de que las estrellas hayan pasado. entre sí.

En cuanto a la distancia, una estrella similar al Sol debe estar a unos 0,4 años luz de distancia para verse tan brillante como Venus ( calculadora ). Para una estrella de tipo K más pequeña, la distancia puede ser más corta, como 0,2 años luz . Esto probablemente sea suficiente para que las estrellas se unan gravitacionalmente, formando un sistema binario estable.