Después de lo que parece una eternidad y después de hacer varias preguntas (como this , this y this ), creo que me he decidido por un sistema orbital adecuado para mi mundo:
dónde es la masa del sol en kilogramos; es la masa del planeta que mi mundo orbita en kilogramos; es la masa de mi mundo (es una luna como la Tierra) en kilogramos; es la distancia promedio (semieje mayor) del planeta al sol en kilómetros; es la distancia promedio de la luna al planeta en kilómetros; en el diámetro angular del sol (visto desde el planeta) en segundos de arco; es el diámetro angular mínimo del planeta (visto desde la luna) en segundos de arco; es el diámetro angular máximo del planeta (visto desde la luna) en segundos de arco;
Un año en mi mundo se define como la cantidad de tiempo que le toma a la luna similar a la Tierra orbitar alrededor del planeta, lo que debería ser igual a aproximadamente 360.3126455 días terrestres reales. La cantidad de tiempo que tarda el planeta en orbitar alrededor del sol es de aproximadamente 1093,734343 días terrestres reales.
He calculado el radio de la esfera de la colina del planeta en este sistema como 21217756,17 km, lo que permite que mi luna similar a la Tierra orbite en el período orbital y la distancia deseados.
Mi problema principal aquí es el sol. La distancia del planeta al sol es un poco más grande que la que hay entre Marte y nuestro propio sol. Si no me equivoco, en circunstancias normales, esto colocaría al planeta fuera de la zona habitable donde se puede formar la vida.
Para obtener puntos extra, me gustaría que mi sol tuviera un diámetro angular similar cuando se ve desde el planeta como nuestro sol en la vida real, que es de aproximadamente 1929 segundos de arco.
NOTA: He vuelto a leer esta pregunta con mucho cuidado para asegurarme de que solo uso el término 'planeta' para referirme al cuerpo en órbita directa del sol. De manera similar, 'luna similar a la Tierra' o simplemente 'luna' se usa para referirse al escenario principal de mi mundo, que en realidad es una luna que orbita alrededor de un planeta más grande similar a Júpiter.
Estoy buscando una zona habitable que sea lo suficientemente grande para acomodar la distancia entre el planeta y la luna. Entonces, la luna similar a la Tierra nunca debería abandonar la zona habitable.
Para una estrella de esa masa, está viendo una estrella de secuencia principal G0V a F9V. Su luminosidad, dependiendo de la edad, es probablemente de alrededor de 1,2 sol, a partir de la cual se pueden calcular los límites de la zona habitable.
El borde interior de la zona es de alrededor de 1,04 UA.
El límite exterior cómodo es de alrededor de 1,5 AU.
El límite exterior máximo es de alrededor de 1,86 AU.
La luna de su planeta, a una distancia de 2,17 UA, es inhabitable en condiciones similares a las de la Tierra.
Sin embargo, a medida que las estrellas envejecen, se vuelven más luminosas . Es muy posible que en algún momento antes de que la estrella alcance el final de su secuencia principal de vida, la luminosidad sea lo suficientemente alta como para que el borde exterior máximo de la zona habitable alcance las 2,17 UA.
Estimaciones de los límites de la zona habitable circunestelar de Kasting et al. 1993 , Kopparapu et al. 2013
Dado que desea que su mundo sea una luna gigante habitable de un planeta gigante gaseoso en otro sistema estelar, una exoluna, debe consultar algunas de las muchas preguntas anteriores sobre lunas de planetas gigantes gaseosos en este sitio.
por ejemplo, la pregunta más reciente que respondí fue esta:
Si la Tierra fuera la Luna de un gigante gaseoso 1
Y debería consultar este artículo sobre la posible habitabilidad de las exolunas:
"Habitabilidad de la luna restringida por la iluminación y el calentamiento de las mareas" por Rene Heller y Roy Barnes Astrobiology, enero de 2013.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549631/ 2
Si usa la barra de búsqueda para buscar "Lunas habitables", encontrará una lista de preguntas como esta: https://worldbuilding.stackexchange.com/search?q=habitable+moons 3
Si tiene la masa de su Sol ( Ms ) calculada para su sistema solar, y si es una estrella de secuencia principal estable que brilla constantemente y puede tener planetas con vida a su alrededor, entonces puede calcular fácilmente la luminosidad de su estrella, quizás con la ayuda de alguien con más conocimientos astrofísicos. Un pequeño cambio en la masa de una estrella de secuencia principal provocará un cambio mucho mayor en su luminosidad.
Una vez que se calcula la luminosidad de su estrella, puede comparar su luminosidad con la del Sol. luego puede multiplicar o dividir los límites interior y exterior de la zona habitable del Sol para encontrar los límites interior y exterior de la zona habitable de su estrella.
Entonces será fácil ver si la distancia orbital seleccionada entre el planeta, la luna y la estrella ( Dp ) está dentro de la zona habitable de su estrella.
Dado que su planeta parece estar orbitando su estrella a poco más del doble de la distancia entre la Tierra y el Sol, la estrella necesitará ser un poco más de cuatro veces más luminosa que el Sol para que el planeta reciba exactamente suficiente calor de su estrella como La Tierra obtiene del Sol.
Por supuesto, su luna habitable podría ser habitable con algo menos de calor de su estrella, especialmente si tiene un calentamiento de marea significativo de su planeta.
El artículo de Heller y Barnes, mencionado anteriormente, menciona la posibilidad de que una exoluna pueda tener demasiado calentamiento por marea, como Io, por lo que debería ser posible en algunos casos que el calentamiento por marea de las exolunas contribuya a calentarlas lo suficiente para la vida.
Esto parece una situación en la que alguien debería consultar el artículo de Wikipedia "Zona habitable circunestelar".
https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone 4
Los astrónomos no conocen los límites internos y externos de la zona habitable circunestelar del Sol. En cambio, estiman y calculan lo mejor que pueden los límites de distancia dentro de los cuales la Tierra, como los planetas o las lunas, podría tener agua superficial líquida y, por lo tanto, ser potencialmente habitable para la vida.
Y esta sección:
https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone#Solar_System_estimates 5
Tiene una tabla que enumera diferentes estimaciones de los límites interior, exterior o ambos de la zona habitable del sol.
Y pueden ver que esas estimaciones son diferentes en el sentido de que fueron hechas por diferentes científicos y también diferentes en el sentido de que los límites internos y externos de la zona habitable varían ampliamente entre algunas de las estimaciones.
La estimación de Hart, et al, 1979, un artículo comúnmente citado, da una zona habitable muy estrecha.
La estimación de Kasting, et al, 1993, otro artículo muy citado, da una zona habitable mucho más amplia.
El borde interno más interno de la zona habitable fue calculado por Zsom et al en 2013, y el borde externo más externo de la zona habitable fue calculado por Pierrehumbert y Gaidos en 2011. Combinados, esos dos documentos, si son correctos, darían una ¡Zona habitable diez veces más ancha que la de Kasting y cientos de veces más ancha que la de Hart!
Sin duda, sería útil saber qué cálculos tienen más probabilidades de ser correctos.
Por lo tanto, debe hacer un esfuerzo para estudiar los diversos documentos originales con sus cálculos a través de los enlaces en las notas al pie del artículo de Wikipedia.
O tal vez preguntar en sitios de astronomía y astrobiología qué límites de zonas habitables parecen más plausibles.
Tenga en cuenta que la temperatura de un planeta a una distancia específica de su estrella dependerá mucho de su composición y densidad atmosférica. Algunos de esos cálculos en la tabla pueden haber sido para planetas con condiciones similares a las de la Tierra donde los animales de la Tierra podrían respirar el aire y vivir, mientras que otros cálculos parecen haber incluido planetas con atmósferas más exóticas necesarias para tener temperaturas como las de la Tierra a sus distancias, atmósferas que Los animales terrestres de la Tierra no podían respirar. Puede haber una zona habitable más estrecha para los planetas con atmósferas de oxígeno y nitrógeno respirables que para los planetas con atmósferas más exóticas, mortales para los humanos y formas de vida similares.
poeta vogón