Estoy creando una campaña de D&D que tiene lugar en un planeta del tamaño de Mercurio, que orbita una enana roja al estilo de Proxima-Centauri. Está bloqueado por mareas.
Me gustaría que tuviera sentido físico tanto como sea posible, y solo usar magia o agitar las manos si no hay absolutamente ninguna alternativa.
También me gustaría que el sol pareciera absolutamente masivo en el cielo. Al menos 10 grados de diámetro angular, 20 si es posible. Esto correspondería al radio orbital del planeta entre 5 y 11 radios solares, que es increíblemente pequeño (la órbita de la Tierra es de aproximadamente 230 radios solares para comparar).
El problema es que me parece que es absolutamente imposible que una estrella tenga una zona habitable tan cerca de ella. Si la estrella es lo suficientemente fría como para que pueda existir agua líquida tan cerca de ella, será demasiado fría para irradiar en el visible. Esto se puede evitar con un albedo alto, pero la compensación es que no podrá ver el sol si el albedo es lo suficientemente alto como para estar en su zona habitable.
La cuestión es que siempre modelamos las estrellas como cuerpos negros, pero ¿cómo se vería si una estrella tuviera una emisividad muy baja? De esta forma, podría estar lo suficientemente caliente como para irradiar en el visible, pero su zona habitable podría estar extremadamente cerca. ¿Habría una razón/mecanismo concebible para tal cosa, y sería físicamente posible?
(La otra preocupación que mencioné aquí es el límite de Roche, pero me complace decir que hice los cálculos y no es un problema. Para una estrella con la masa y el radio de Próxima Centauri, y un planeta muy denso orbitándolo, lo suficientemente denso para ser muy pequeño pero tener una gravedad superficial similar a la de la Tierra, el límite de Roche es de solo 4 radios solares)
EDITAR: Vaya, acabo de darme cuenta de un gran problema que no había considerado, y es que a estas distancias, en la superficie del planeta, la fuerza gravitacional hacia el planeta sería MENOR que la fuerza gravitatoria hacia el sol. Voy a tener que hacer un examen de conciencia aquí.
EDICIÓN 2: Wow, ¡gracias por todos los comentarios! Esto ha hecho metástasis en la etapa de la hoja de cálculo, donde estoy calculando todo lo que puedo para enanas rojas, enanas marrones, gigantes rojas, incluso enanas blancas y estrellas de neutrones (ambas completamente incompetentes).
Otro problema que no había considerado hasta hoy era la luminancia real, es decir, cuán visiblemente brillante aparecería el sol, en oposición a la energía total con la que el sol calentaría el planeta. Poner todos estos factores juntos (gravitación, calor y luminancia) hace que sea bastante complicado encontrar una solución a todos estos, si quiero que el planeta esté a 5 radios solares del sol.
Orbitando lo suficientemente cerca de una enana roja, serías atraído hacia el sol con 2,5 Gs. Sería tan brillante como el Sol, pero recibiría 340 veces más energía en total.
Con una enana marrón, solo serían 0,4 G tirando de ti hacia el sol, con lo que podrías lidiar e incluso saltar el doble de alto que aquí, pero sería una mecánica de juego significativa que no quiero. Además, es solo un 5% más brillante que el Sol, pero aún sería 75 veces más caliente.
Una gigante roja como Aldebarán sería MUCHO mejor con respecto a la gravedad: casi no tiene efecto allí. Y también es visiblemente tan brillante como el sol. Pero sigue siendo 350 veces más caliente.
Entonces, realmente no hay una estrella existente en la que esto tenga sentido. Me tomaré un tiempo jugando con los números para ver si puedo encontrar una temperatura, una masa y un radio que me permitan hacer lo que quiero y decidir si eso tiene sentido. De lo contrario, probablemente lo amañaré con una atmósfera que sea MUY reflectante en todas las frecuencias, excepto en la visible. O simplemente magia, eso siempre es genial.
EDICIÓN 3: en respuesta al comentario de @pluckedkiwi, usaré un ejemplo específico, en el que mi planeta orbita alrededor de una enana roja. El planeta tiene un radio de 2500 km y una masa m de aproximadamente 10^24 kg. La enana roja tiene una masa M de 10^30 kg, y el planeta está en una órbita circular con un semieje mayor a de 700 000 km.
Mi conjetura: la mecánica orbital no importa mucho cerca de la superficie del planeta, ya que puedes predecir lo que sucederá dentro de un grado de error utilizando un sistema de coordenadas giratorio. En la superficie de este planeta, parece estar en un sistema de coordenadas cartesianas con el sol directamente sobre su cabeza. Introduciendo los números anteriores en las leyes de Newton, tu aceleración hacia la superficie del planeta es de 10,67 m/s/s. Tu aceleración hacia arriba, hacia el sol, es de 136/m/s/s. Así que caerás hacia arriba a una velocidad de 126 m/s/s.
Una vez que alcances más de unos pocos cientos de kilómetros, ese planeta muy pequeño y denso estará lo suficientemente lejos como para que ese sistema de coordenadas no se mantenga muy bien, y modelarás tu movimiento como una órbita kepleriana alrededor del sol. Desde esa perspectiva, estarás en una órbita similar, pero perturbada, a la del planeta. Todavía tienes básicamente la misma cantidad de velocidad tangencial/momento angular que tenías antes, por lo que no caerás hacia el sol, pero la superficie del planeta no te empujará hacia abajo lo suficiente como para mantenerte en él. Entonces, la forma real de verlo es que tú y el planeta están en sus propias órbitas alrededor del sol. Ambos caen en él a la misma velocidad, pero no sentirán mucha atracción por el planeta. ¿Creo?
Esto contrasta con donde estamos ahora, a 1 UA del sol. La diferencia es mucho mayor aquí, donde el sol nos atrae hacia él con una aceleración de unos 6 milímetros por segundo al cuadrado. Si estuviéramos a solo dos radios solares de él como en el escenario que describo aquí, esa aceleración estaría más cerca de los 70 m/s/s. Nuestra intuición se derrumba porque estamos mucho más cerca del sol. Simplemente parece que realmente no hay una manera posible de estar tan cerca de ningún sol en relación con su radio, sin que su mecánica se rompa por completo en la superficie del planeta, a menos que el sol sea muy, muy poco denso, como en el caso de una gigante roja.
Por supuesto, hay mucha especulación en esto y es muy posible que no lo haya pensado lo suficiente.
En lugar de una enana roja, usa una enana marrón.
Las enanas marrones pueden tener casi el tamaño de una enana roja, pero debido a que ya no fusionan hidrógeno y simplemente se enfrían lentamente, puede hacerlas arbitrariamente menos calientes y de menor emisividad. Los realmente viejos pueden no brillar mucho.
Tu mundo sería algo así como una luna joviana, si Júpiter brillara.
Si tengo este derecho, lo que quiere es el efecto de un cuerpo grande que se cierne sobre el lado visible y la luz del día perpetua.
Podrías hacer que tu mundo sea una luna de un gran gigante gaseoso, bloqueado por mareas en la posición L1 entre el planeta y su estrella. El "Sol" en el cielo sería en realidad el gigante gaseoso.
Dado un albedo lo suficientemente alto para este último, y algo de magia para estabilizar L1 durante períodos geológicos, podría ser factible y también resolvería su problema de gravitación.
Si el objetivo es tener un cuerpo grande asomando en el cielo todo el tiempo, es posible que desee usar una luna que orbite alrededor de un gigante gaseoso, como sugiere LSemi, pero no en el punto L1 entre el sol y el gigante gaseoso, ya que eso sería coloque la luna-planeta demasiado lejos del gigante gaseoso para lograr el tamaño visual deseado.
Pon tu luna-planeta en una órbita bastante cercana a un gigante gaseoso un poco fuera de la zona habitable del sol, bloqueada por mareas para que una cara siempre mire hacia el gigante gaseoso. Su planeta-luna recibirá calor adicional de la radiación del gigante gaseoso, así como también de la luz solar reflejada cuando sea de día en el gigante gaseoso, por lo que es posible ubicar al gigante gaseoso un poco fuera de la zona habitable.
El sol será visible durante el día, pero el gigante gaseoso lo eclipsará durante el mediodía. Esta será la única vez que podrás ver estrellas, ya que es de noche en el gigante gaseoso cuando es de día en la luna-planeta, y viceversa. De hecho, el terminador (límite día-noche) en el gigante gaseoso funcionará como un reloj gigante para las personas en el planeta-luna.
El lado de la luna-planeta que se aleja del gigante gaseoso será más frío, ya que no recibe el beneficio de la luz reflejada y la radiación del gigante gaseoso. Sin embargo, le gustaría una atmósfera bastante espesa para protegerse de la radiación (que también ayuda a mantener caliente a la luna-planeta), lo que distribuirá el calor planetario mejor que en la Tierra. Una atmósfera más espesa hará que las aeronaves y las criaturas voladoras sean más eficientes que en la Tierra, por ejemplo, haciendo que los dragones enormes sean más realistas.
Para un efecto dramático, dale a tu gigante gaseoso un anillo como Saturno, tal vez inclinado para hacerlo más visible.
Esto no es exactamente lo que está pidiendo, pero podría cumplir su propósito, al tiempo que agrega algunos detalles geniales, como una noche corta y profunda en medio de cada día y un anillo alrededor del enorme gigante gaseoso en el cielo, que también podría tienen patrones de clima frío como Júpiter, claramente visibles durante la noche cuando la superficie del gigante gaseoso está iluminada.
¿Has considerado las estrellas artificiales?
Hay varias formas de crear una estrella artificial cuyos parámetros se pueden modificar con gran precisión. El canal de YouTube SFIA hizo un video sobre Making Suns hace un tiempo. Si bien estas soluciones requieren una ingeniería realmente extrema, lo ayudan a solucionar problemas gravitacionales, térmicos y de mareas. De cuerdo a loco, mis sugerencias son fusion planet, penrose, stellar flashlight, penrose star y kugelblitz. Echemos un vistazo a cada uno de ellos.
fusion planet Construye un planeta de deuterio y helio-3 con 13 masas de júpiter (para evitar que el deuterio se fusione consigo mismo). Usa anillos orbitales para construir una megatierra a su alrededor, coloca reactores de fusión en el interior del caparazón y lo que consideres práctico para iluminar la superficie. Esta superficie puede ser mucho más grande que el propio planeta (fuente de combustible).
linterna de fusión Básicamente una planta de fusión, pero solo iluminamos el planeta. Como buscamos una ilusión mucho más elaborada, podemos reducir la fuerza bruta. Tal vez un "planeta" un poco más grande que su planeta orbite como un planeta doble sería suficiente.
penrose star Esta es similar a las dos primeras con respecto a la estructura externa, pero en lugar de la fusión, arrojamos hidrógeno a un agujero negro y producimos energía a través del Proceso de Penrose . Este video trata sobre la colonización de agujeros negros y podría ser de su interés.
Kugelblitz El Kugelblitz es otra forma de usar un agujero negro para recolectar energía. Es un agujero negro muy pequeño que se evapora en unos pocos miles de millones de años. Da Radiación de Hawking que puedes absorber y usar para generar la luz que necesitas.
Además, tenga en cuenta que realmente no necesita un planeta bloqueado por mareas, uno cuya rotación se haya emparejado con su período orbital por otros medios obtendrá los mismos resultados.
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Arkenstein XII
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