Si tuviera una órbita de herradura de dos lunas...

Considere un planeta similar a la Tierra, con dos lunas. Supongo que las dos lunas tendrían que ser más pequeñas que la nuestra para que el sistema sea estable. ¿Es eso estable? Investigué un poco, y aparentemente Jano y Epimeteo (las lunas de Saturno que están en una órbita de herradura) son así, pero no sé cómo funcionan sus ciclos, o cómo se ven desde Saturno.

Por lo tanto,:

  • ¿Tendría que ser una luna más pequeña que la otra, o tendrían que ser ambas del mismo tamaño?
  • ¿Tendrían ambos el mismo ciclo?
  • ¿Cómo podrían verse las noches desde la Tierra?

Estoy buscando ese tipo de respuesta. ¡Gracias por adelantado! :)

Respuestas (1)

No es tanto el tamaño de las lunas como la proximidad al sol lo que hace que un sistema de 2 lunas (y especialmente una órbita de herradura de 2 lunas) sea inestable. El tamaño también importa, pero la proximidad al sol importa más. La fuerza de marea del sol perturba bastante la órbita de la luna alrededor de la tierra. Si la Tierra estuviera mucho más lejos del sol, podría tener varias lunas, no solo una, y algunas un poco más distantes, y la órbita de la gran luna sería casi circular debido a las fuerzas de marea inversas, que tienden a circular en una órbita.

Hacer que la luna sea más pequeña ayuda un poco, pero lo que realmente necesitas, si quieres que esa órbita sea relativamente duradera, es alejar a la Tierra del sol al menos unas pocas unidades astronómicas más.

Si ignoramos los efectos de las mareas solares, entonces la Tierra podría tener 2 lunas en una órbita de herradura entre sí. En cuanto a cómo se vería, lo primero que hay que considerar es que todo en el cielo sale por el este y se pone por el oeste y eso se debe a que la Tierra gira. Si observa cada una de las dos lunas de herradura individualmente, se moverían de manera muy similar a nuestra luna, saliendo por el este, moviéndose lentamente contra las estrellas fijas y poniéndose por el oeste.

La segunda cosa a considerar es que las Lunas, los planetas y el sol se mueven contra las estrellas fijas de fondo, pero este movimiento es lento a menos que la Luna esté muy cerca de la Tierra. Nuestra Luna se mueve 360 ​​grados completos a través de las estrellas fijas una vez cada 27 días ( órbita sideral ).

El movimiento de las dos lunas individualmente sería muy similar a nuestra luna ahora en términos de nueva, creciente, llena, menguante y repetida.

Lo que haría la órbita de herradura sería que verías una luna alcanzando lentamente a la otra, tal vez tocándola desde el punto de vista de la tierra, pero sin pasarla nunca. se acercaría, luego invertiría la dirección en relación con la otra luna y en un par de semanas, se acercaría desde la otra dirección, disminuiría la velocidad y retrocedería. Cada individuo de la luna se comportaría como nuestra luna, pero en relación con los demás, habría este extraño juego de atracción-repulsión entre ellos.

Creo (pero no me cites en esto), desde la Tierra nunca verías la cruz de las Lunas, pero quizás las verías tocarse. La naturaleza de la órbita de herradura evita que se crucen y pasen, solo los vería acercarse y luego alejarse el uno del otro. Si tuviera muy buen ojo, podría notar que la luna más pequeña cambia de tamaño a medida que se acerca y se aleja de la Tierra a medida que la luna se acerca, pero esa diferencia sería sutil.

Este es el mejor diagrama que he visto de lo que sucede cuando las lunas se acercan. Desafortunadamente no está en inglés, pero no es difícil de seguir:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/JanusEpimetheus.gif

La herradura de ida y vuelta, suponiendo cierto grado de estabilidad, debería tener un período regular, al igual que las lunas llenas tendrían un período. El momento óptimo para observar la luna sería cuando esos 2 períodos coincidan y tengas una luna llena doble. El período de herradura y el período de luna llena (actualmente 29 días - órbita sideral ) no deberían tener nada que ver entre sí, pero en teoría podrían coincidir en algún tipo de resonancia.

Como se señaló en el otro hilo, incluso si la Tierra estuviera lo suficientemente lejos del sol para tener dos lunas en este patrón, probablemente no sea realmente estable a largo plazo. Podría durar unos pocos cientos de órbitas, o unos pocos miles. No es lo que generalmente se considera una órbita estable.

¿Tendrían ambos el mismo ciclo?

Esta es una pregunta con trampa. En promedio, sí. Los períodos orbitales tendrían que ser los mismos para que la herradura funcione cuando se promedia, pero las órbitas individuales tendrían que variar un poco, por lo que las órbitas individuales no tendrían el mismo ciclo.

Las correcciones son bienvenidas si algo de eso no está del todo bien.

Es muy claro, gracias. Ahora entiendo que la órbita de herradura funciona, pero si no fuera mucho pedir, ¿cuál crees que sería una órbita estable para dos lunas en un planeta similar a la Tierra, que estaba más o menos a la misma distancia de su sol que la Tierra es al Sol. Por estable, quiero decir que duraría tanto como ha durado nuestra Luna a la Tierra.