Entonces, básicamente hay tres problemas con los que lidiar aquí:

Atmósfera.

Sus tres lunas necesitan mantener atmósferas separadas, y esto requiere que sean grandes y probablemente magnéticas . Los planetas pierden constantemente masa atmosférica debido a que el sol calienta sus superficies, lo que calienta los gases en la atmósfera: como las patadas térmicas aleatorias dan a los átomos demasiada energía cinética, vuelan hacia el infinito libres del pozo gravitacional. Básicamente, puede modelar esto como una relación de temperaturas: hay una temperatura bien definida donde las patadas térmicas aleatorias siempre son suficientes para arrancar moléculas de una determinada masa molecular.$m$, frente a la temperatura de la superficie. El primer número está dado por$k_\text B T = G M m / R,$para la Tierra y el gas N ₂ es algo así como 210 000 kelvin en comparación con la temperatura superficial real de ~300 kelvin, dando un factor de 700 entre ellos. Acercándose al hidrógeno del que no tenemos demasiado en nuestra atmósfera, verá que este factor se reduce a 50 más o menos.

Tenga en cuenta que ni Venus ni Marte tienen campos magnéticos, por lo que es útil analizarlos según este criterio. En ambos casos sus atmósferas son en su mayoría CO ₂ . Vemos que Venus mantiene una atmósfera de dióxido de carbono súper espesa con una relación de temperatura de ~400, mientras que Marte casi no tiene atmósfera con una relación de temperatura de ~90. Entonces, si la relación de temperatura mínima para mantener una atmósfera significativa fuera algo así como, digamos, 100-200, entonces no se pueden hacer mucho más pequeños que 1/3 a 1/7 de la masa de la Tierra. Tal vez puedas hacer que el planeta central sea más grande, pero no puedes hacer que las lunas sean mucho más pequeñas que esto.

Temperatura y duración del día

Si vas a tener estos planetas en órbita mutua durante mucho tiempo, entonces probablemente la mayoría de estas lunas estarán bloqueadas por mareas . El bloqueo de marea describe algo que nuestra Luna ha hecho con nosotros, donde siempre apunta una cara hacia nosotros, girando exactamente una vez sobre su eje por revolución alrededor del planeta. Como su nombre indica, hace esto porque la fuerza de marea de la Tierra deforma ligeramente a la Luna, al igual que su fuerza de marea le hace a nuestra agua, causando nuestras mareas. Esto siempre causa fricción, y en la Luna esa fricción ha llegado a su conclusión final: la Luna ahora está tan "estacionaria" como su momento angular conservado le permite estar. De eso se trata el bloqueo de marea.

Bueno, básicamente, el día en la Luna dura los 28 días de un ciclo lunar visto desde la Tierra. Entonces, los ciclos que van a ver en realidad consistirán en una especie de ciclo mensual de verano-invierno-verano-invierno más o menos, especialmente si no tienen algo como un gran océano para absorber gran parte de esa variabilidad. Así que quieres trabajar en las explicaciones de por qué la temperatura no fluctúa rápidamente en cada una de estas lunas, porque la expectativa es que así sea.

Caos y de donde vienen las lunas.

La Luna es sorprendentemente grande en relación con nosotros, más del 1% de nuestra masa. Eso es increíblemente poco común entre las lunas que conocemos y generalmente se explica por una gran colisión catastrófica que nos convierte en una gran bola de magma espesa mientras expulsa una gran parte de la masa de la Tierra en órbita a su alrededor.

Afortunadamente, el Sol y otros planetas están muy lejos y podemos ignorar sus efectos sobre el sistema Tierra-Luna. Es muy probable que otras lunas, no las pudiéramos ignorar. Recuerde que tienen que tener masas relativamente grandes en comparación con la Tierra, y esto crea una situación desagradable en las ecuaciones que se llama el "problema de los tres cuerpos": no tenemos soluciones analíticas para más de 2 cuerpos orbitando entre sí en celeste mecánica. De hecho, bajo muchas situaciones de masas comparables, esos problemas de 3 cuerpos se vuelven cosas caóticas desagradables: y la vida tiende a necesitar circunstancias predecibles, de lo contrario, la evolución no puede adaptar fácilmente esa vida a esos cambios.

Entonces, desea espaciar las lunas tanto como pueda, y está limitado en esto porque la luna más lejana aún debe estar dentro de la esfera de Hill para ser considerada cómodamente un satélite.

Incluso entonces, te arriesgas mucho porque esos planetas interiores a menudo pueden ver algunas fuerzas de marea serias debido a la combinación de las otras lunas y el planeta central. Por ejemplo , Io es el objeto más volcánico del sistema solar debido a este tipo de situación; no puede llegar a un buen equilibrio bloqueado por marea debido a estos otros planetas.

Sistemas binarios y más grandes

Parte del problema es que estás describiendo "lunas" en lugar de "planetas", y las lunas son, por definición, pequeñas. No hay ninguna razón por la que dentro del sistema Tierra-Luna no puedas hacer que la Luna sea significativamente más grande, hasta que tenga aproximadamente el tamaño de la Tierra y ambas orbiten alrededor de un punto central. Entonces podrían estar bloqueados por mareas, pero también podrían estar orbitando conjuntamente este punto central una vez al día, en lo que se llama un sistema de "planeta doble". De hecho, hemos observado estrellas triples con planetas , por lo que sabemos que los sistemas planetarios triples son posibles y que incluso podrían tener una luna.

(Nota al margen: tenga cuidado al buscar en Google ejemplos de planetas triples, ya que obtendrá respuestas engañosas. Solo recientemente hemos podido detectar planetas que orbitan estrellas distantes, por lo que "planeta triple" en este momento generalmente significa "el bamboleo en la señal parece ser incompatible con 2 ondas sinusoidales, por lo que debe haber al menos tres planetas alrededor de esa estrella". En realidad, ver la luz que ilumina una de estas rocas y descubrir que en realidad son tres rocas que orbitan un centro común, no es posible en este momento, para mi conocimiento: incluso si vieras el "bulto" en la estrella por su luz reflejada, no creo que verías la "brecha" entre los planetas).

Múltiples órbitas

También puede tener múltiples planetas orbitando una estrella central dentro de la zona habitable en diferentes órbitas, si están separados por muchos radios Hill entre sí para que no se metan demasiado entre sí. Esta publicación de blog tiene 6 órbitas concéntricas en la zona habitable del Sol, pero también presenta un sistema hipotético de ingeniería extraterrestre que podría tener hasta 416 en órbita alrededor de una estrella del tamaño del Sol. Es artificial, no se formaría en la naturaleza, pero señala que esta es una posibilidad realmente tangible.

Respuesta corta. Puede ser posible que un planeta similar a la Tierra ampliamente definido tenga una o más lunas lo suficientemente grandes como para tener biosferas externas en sus superficies.

Pero parece difícil que incluso los gigantes gigantes gaseosos como Júpiter tengan lunas lo suficientemente grandes como para tener atmósferas sustanciales y, por lo tanto, biosferas superficiales externas (como la Tierra, en lugar de estar bajo hielo o roca).

En teoría, es posible que un planeta gigante orbite en la zona habitable de una estrella (un "Júpiter caliente") y tenga una o más lunas gigantes lo suficientemente grandes como para tener biosferas similares a la Tierra. No hay ejemplos conocidos de planetas gigantes que tengan lunas tan grandes.

Y es teóricamente posible que un mundo similar a la Tierra con una biosfera similar a la Tierra tenga una luna también lo suficientemente grande como para tener una biosfera similar a la Tierra. Eso debería ser mucho más raro que los planetas gigantes que tienen lunas tan grandes. Sería un ejemplo de un planeta similar a la Tierra que tiene un sistema lunar con una masa total mucho mayor que los sistemas lunares de planetas gigantes como Júpiter o Saturno.

Pero la relación planeta-luna no sería tan obvia en ese caso. Los tamaños de los dos cuerpos serían lo suficientemente similares como para que la gente pensara en ellos como un planeta doble, al igual que la Tierra, la Luna, Plutón y Caronte han sido descritos como planetas dobles.

Si agrega un tercer cuerpo lo suficientemente grande como para tener una biosfera similar a la Tierra, se vuelve aún más extraño. una vez más, tienes un pequeño planeta similar a la Tierra que tiene un sistema lunar con una masa total de varias veces la masa total del sistema lunar de un planeta gigante como Júpiter o Saturno. Por supuesto, uno podría suponer que el planeta similar a la Tierra es tan pequeño porque se separó de gran parte de su masa formando lunas gigantes.

Escribí una respuesta a una pregunta similar recientemente sobre un avión similar a la Tierra con una luna similar a la Tierra o (planeta hermano más pequeño).

¿Cómo funcionaría un planeta similar a la Tierra con una luna habitable y cómo llegar allí?

En él, doy sugerencias sobre cómo no parecer tonto al escribir sobre un planeta similar a la Tierra con una sola luna lo suficientemente grande como para tener una biosfera similar a la Tierra.

Tenga en cuenta que cito una fuente que sugiere que un mundo habitable similar a la Tierra, ya sea un planeta o la luna de un planeta, debería tener una masa entre 0,25 y 2,0 la de la Tierra. Por lo tanto, el planeta podría tener como máximo entre cuatro y ocho veces la masa de una de sus lunas habitables, lo que las hace parecer un planeta doble, y si tiene varias lunas habitables, es posible que no tenga más masa que la masa total de las lunas.

Por lo tanto, es posible que desee pensar en su configuración como un sistema planetario múltiple, más o menos análogo a un sistema estelar múltiple. Los sistemas estelares múltiples suelen tener arreglos orbitales jerárquicos. Las dos estrellas más internas se orbitan entre sí a una distancia cercana, y otra estrella o par de estrellas las orbita a varias veces su distancia, y una tercera estrella o par de estrellas las orbita a varias veces la distancia de la segunda estrella o par.

Por ejemplo, el sistema estelar de Castor tiene tres pares de estrellas dobles que están muy cerca. El par de estrellas Castor A y el par de estrellas castor B están separados por muchas veces la separación de las estrellas dentro de los pares, y el par Castor C orbita quizás a diez veces la distancia entre A y B.

Así que tal vez su planeta y sus lunas deberían considerarse como un planeta cuádruple, que consta de dos planetas dobles separados por una distancia de al menos varias veces la distancia orbital de cada par.

Por ejemplo, cada par podría estar separado por 50 000 millas y los dos pares podrían estar separados por 500 000 millas.

Otra versión sería tener el "planeta" y la "luna interior" orbitando entre sí a una distancia de aproximadamente 50,000 millas, tener la "segunda luna" orbitando el par a una distancia de aproximadamente 100,000 millas, y la "tercera luna" orbitando el par. a una distancia de unas 200.000 millas.

Pero sospecho que un experto en dinámica orbital también podría encontrar fallas en esas sugerencias, demostrando por qué eran tan imposibles como su sugerencia original.

Podría ser mucho más plausible tener un planeta tipo Júpiter caliente con cuatro lunas habitables, una el "planeta" en su pregunta y las otras tres las "lunas en su pregunta".

¿Cómo funcionaría un planeta similar a la Tierra con una luna habitable y cómo llegar allí?

La vida en su planeta es factible, necesitaría considerar la implicación de tres lunas en la marea. nuestra luna atrae el agua hacia ella; si tienes dos lunas, las mareas serían muy débiles cuando están en los extremos opuestos y muy fuertes cuando están en el mismo. imagina las tres lunas separadas al mismo tiempo. Tendrías momentos en los que las mareas serían extremadamente fuertes y otros en los que estaría casi muda y todo lo demás. Esto afectaría la vida como lo hacen nuestras mareas. la vida en el planeta funciona, pero las lunas son complicadas, nuestra luna no pesa lo suficiente como para mantener los gases cerca de ella, por lo tanto, no hay atmósfera. lo que significa que realmente no puedes tener vida en tu luna. Crear vida sigue siendo un gran misterio, necesitas calor y sopa química. Una teoría que leí decía que Mabey incluso la iluminación jugó un papel. para todo lo cual necesitas una atmósfera y las lunas deben encenderse para que no funcione. a menos que puedas encontrar una manera loca de explicarlo, ¿la flora y la fauna de Mabey llegaron a las lunas desde tu planeta moviéndose allí de alguna manera? es complicado Sé que esto no es lo que querías escuchar, lo siento. ¡Diviértete construyendo!

Lo primero que debe recordar es que en su propio universo puede hacer lo que desee. Sin embargo, cuando se trata de realismo, su escenario es muy, muy poco probable.

En primer lugar, considere que para retener sus atmósferas, cada satélite requerirá un campo magnético bastante fuerte (al menos en comparación con nuestra propia Luna). Esas atmósferas también evitarán que la superficie de cada luna reciba microondas del Sol. Esto implica una atmósfera bastante fuerte y, por lo tanto, un núcleo fundido, como el de la Tierra. Sin embargo, eso no funciona demasiado bien para las lunas "pequeñas" que orbitan un planeta de tamaño moderado. Necesitas un planeta más grande que ese para "encajar" un núcleo fundido.

En segundo lugar, estás hablando de que cada una de estas lunas tiene biomas bastante diferentes. Una congelada, una muy caliente y seca, otra muy caliente y húmeda, etc. Sin embargo, estas lunas estarán todas girando alrededor de este mundo tuyo, y estarán expuestas a la misma (o al menos una cantidad muy similar) de calor del Sol.

Entonces, no creo que un mundo del tamaño que estás describiendo pueda soportar tres lunas lo suficientemente grandes como para que cada una tenga un núcleo fundido y un campo de gravedad lo suficientemente fuerte como para generar una atmósfera que pueda retener suficientes gases para que evolucionen un clima y una fauna similares a los de la Tierra.

Además, incluso si estas lunas se formaron de tal manera que retuvieron atmósferas, y la vida floreció en cada una, no veo cómo cada una podría tener rangos de temperatura tan diferentes (seca vs húmeda podría explicarse por la cantidad de agua disponible, pero no la temperatura).