Salto hipotético del planeta: ¿Perturbará los sistemas estelares?

En un rincón más especulativo de SE, alguien estaba soñando con una historia de planetas que viajaban entre sistemas estelares a través de agujeros de gusano.

Me preguntaba cuánto perturbaría la aparición/desaparición de un planeta del tamaño de la Tierra las órbitas de los otros cuerpos en un sistema solar como el nuestro. Después de todo, todos los cuerpos en el sistema interactúan, y la situación actual me parece el resultado delicado de una evolución durante la cual los cuerpos chocaron, fueron expulsados ​​o empujados hacia "lugares" específicos (dinámicos) que son estables, por ejemplo porque resuenan con o están lo suficientemente lejos de otros.

¿Cuántos estragos causaría en este equilibrio la repentina aparición de un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable? Las perturbaciones tanto a largo como a corto plazo (en escalas astronómicas; el corto plazo puede ser de 100 años) son interesantes. ¿Perturbaría directamente las órbitas de los planetas cercanos (en nuestro caso, la Tierra y Marte) lo suficiente como para prohibirlo? Por ejemplo, incluso los cambios relativamente menores de la órbita pueden tener un impacto en el clima.

¿Podría conducir a eventos catastróficos mucho más tarde, por ejemplo, porque algunos cuerpos troyanos son expulsados ​​​​de su vecindario de Lagrange y comienzan a merodear el Sistema Solar, aumentando la posibilidad de eventos de impacto catastrófico en la Tierra o en un Marte habitado?

Depende exactamente de dónde aparece y qué tan rápido se mueve. El parámetro gravitatorio estándar de la Tierra es 3.986 × 10 14 metro 3 / s 2 y del sol es 1.327 × 10 20 , por lo que a 1 UA, una Tierra tiene un efecto gravitatorio de unas pocas partes por millón en una órbita heliocéntrica. Con el tiempo, podría interactuar más fuertemente y cambiar el clima un poco. Sin embargo, si la segunda Tierra apareciera en curso de colisión con nuestra Tierra, entonces, por supuesto, el resultado sería más interesante.

Respuestas (1)

Esencialmente, no hay espacio en nuestra zona habitable para otro planeta del tamaño de la Tierra. La escala de tiempo exacta para la inestabilidad dependería de los detalles de dónde la coloque, pero el sistema no podría sobrevivir a largo plazo.

La mayoría de las investigaciones sobre la cuestión de larga data de la estabilidad del sistema solar ( sin planetas adicionales) encuentran que el sistema es estable a largo plazo con aproximadamente un 99% de probabilidad, por ejemplo, esta página de Scott Tremaine y esta discusión en Wikipedia , pero que hay alguna posibilidad de inestabilidad incluso con el conjunto actual de planetas, y no hay lugar para otro.

Parece que muchos sistemas planetarios extrasolares también están "llenos", aunque los efectos de selección dificultan saber si hay planetas que no estamos viendo en sistemas que aún no se sabe que tienen múltiples planetas.

La "plenitud" de estos sistemas solares sugiere que puede ser que inicialmente se formen incluso más planetas, pero luego algunos son expulsados ​​hasta que el sistema alcanza una configuración estable.

Curiosamente, en nuestro propio sistema solar interior, el lugar donde existe el espacio más dinámico para otro planeta es dentro de la órbita de Mercurio, digamos con un eje semimayor de 0,1 UA más o menos. Eso puede parecer contrario a la intuición, ya que los espacios entre la Tierra (1 AU), Venus (0,7 AU), Mercurio (0,4 AU) y un planeta a 0,1 AU serían todos de aproximadamente 0,3 AU, lo mismo en términos absolutos. Pero lo que más importa para la estabilidad es la relación de los semiejes mayores, por lo que Mercurio a un planeta interior sería un factor de 4, mientras que la Tierra/Venus es solo 1/0,7 = 1,4.

Tal planeta no está en la zona habitable, y probablemente no sería estable en escalas de tiempo muy largas con nuestra configuración actual de otros planetas, pero sabemos que muchos (quizás incluso la mayoría) de los sistemas planetarios extrasolares tienen planetas en esos mismos pequeños radios orbitales: vea la imagen a continuación, hecha a partir de datos del Archivo de Exoplanetas de la NASA. Hay fuertes efectos de selección allí (los planetas cercanos son los más fáciles de detectar con los métodos de tránsito y velocidad radial), pero la alta frecuencia nos dice que tales planetas son relativamente comunes y pueden tener órbitas estables.

Histograma de ejes semimayores de exoplanetas

Muy informativo, gracias. Tal vez debería agregar a mi pregunta que los planetas en este universo SF son medios de transporte comunes, por lo que no permanecerán "mucho tiempo" (lo que sea que eso signifique; ciertamente no "mucho tiempo" en escalas astronómicas). Así que el largo plazo (largo plazo astronómico) es una cuestión interesante, pero la gravedad de las perturbaciones a corto plazo también sería interesante, por ejemplo, la cuestión de los asteroides o alguna precesión adicional del eje de la Tierra.
Aparte, ni siquiera sabía que ya habíamos descubierto miles de exoplanetas. bastante emocionante
Sí, "corto" y "largo" pueden tener muchos significados diferentes aquí. Ciertamente, hay muchos lugares donde podrías poner un planeta de la masa de la Tierra en la zona habitable donde el sistema solar interior cambiaría drásticamente en solo unas décadas. Pero, ¿cuánto tiempo podría hacer que dure con una elección cuidadosa de la ubicación? No creo que haya una respuesta definitiva a eso, aparte de modelar el sistema. Tampoco hay un amplio acuerdo sobre qué tan grande deberíamos considerar la zona habitable .
Salto hipotético del planeta: ¿Perturbará los sistemas estelares?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v