¿Un planeta doble "bloqueado por mareas"?

Primero, me gustaría tomar la definición de un "planeta doble" como dos cuerpos que orbitan entre sí donde el centro de gravedad no está dentro del cuerpo más grande. Además, el sistema tendría que cumplir con otros requisitos del planeta (como vaciar su propia área orbital alrededor de la estrella).

Ahora, digamos que el "sistema binario" está en una órbita lo suficientemente cerca de una estrella como para estar bloqueado por mareas a la estrella. ¿Cómo afectarían los efectos de marea de la gravedad de la estrella a la órbita de los planetas entre sí?

Tomemos un ejemplo de un "planeta doble" (de 0.075 y 0.030 METRO mi a r t h con una separación de 1.17 × 10 6 k metro orbitando su CM en aproximadamente 450 d a y s . Son 0.085 A tu de una estrella de masa 0.35 METRO S tu norte y así orbitar la estrella en 15.3 d a y s . El período de rotación/coorbital planetario es mucho más largo que el período orbital alrededor de la estrella, por lo que creo que los planetas tendrían características de un planeta TL solitario.

Me pregunto cómo evolucionaría un sistema así con el tiempo. ¿Experimentaría alguien en la superficie de uno de los planetas la noche y el día en ciclos de 15,3 días? ¿La diferencia en los efectos de las mareas de la estrella en los planetas de diferentes tamaños causaría una "precesión" de la órbita o tendría algún otro efecto?

¡Imagina diseñar un calendario a largo plazo para este sistema!

Este es un problema de tres cuerpos. No hay una solución no numérica.
Un calendario a largo plazo sería bastante fácil de diseñar. Sería bastante corto y el último día del calendario diría "¡Día de destrucción del planeta!".
@adrianmcmenamin: Existen sistemas de tres cuerpos que tienen soluciones analíticas, o se puede demostrar que convergen hacia soluciones analíticas. Si bien el escenario artificial puede no ser uno de ellos, eso no implica que todas las soluciones de tres cuerpos sean intratables.

Respuestas (1)

Su escenario no es estable. Una forma simple de explicar esto es imaginar que los planetas se orbitan entre sí al mismo ritmo que orbitan la estrella (su escenario los tiene orbitando aún más lento).

A la misma velocidad de la órbita, el período sinódico se aproxima esencialmente al infinito. (ver diagrama de la órbita sinódica de la Luna).

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Cuando esto sucede, el planeta interior está en L1 con respecto al planeta exterior y el planeta exterior está en L2 con respecto al planeta interior. Por supuesto, eso no es del todo correcto, ya que las diferentes masas tendrían diferentes Hill Spheres, y la gravitación mutua de dos objetos masivos para tener un barrycenter fuera del planeta más masivo se combinaría en una órbita un poco más rápida, pero está lo suficientemente cerca como para demostrar la inestabilidad.

Los puntos L1 y L2 están en el borde de la Esfera de la Colina y bien fuera de la verdadera región de estabilidad .

Ningún sistema puede ser estable donde la Luna (o el sistema de planetas binarios) orbitan entre sí más lentamente de lo que orbitan alrededor de la estrella central. Deben estar al menos entre un 50% y un 67% más cerca de lo que permitiría.

Usando el Período Orbital o "T" al cuadrado = distancia ("un" semi-eje mayor) al cubo, según las leyes de Kepler , el límite superior para un período orbital estable de una luna alrededor de un planeta o un planeta binario sería de aproximadamente 19%- 35% el período del año del planeta. Por más tiempo, la Luna o el sistema binario correrían el riesgo de inestabilidad.

Es posible que pueda configurar un sistema sincrónico en el que los planetas orbiten entre sí 4 veces por cada órbita alrededor del sol, donde terminarían en la misma posición (básicamente eclipsar) cada perihelio con el planeta experimentando mareas más grandes (más pequeñas y más grandes). /o planeta más fluido) más cerca del sol en el perihelio. Sospecho que una relación de período orbital de 4-1 es lo más cercano que es probable que obtenga durante un período de tiempo prolongado para un sistema binario estable de planeta-estrella, bloqueado por mareas y eso sería extraño, pero no veo ninguna razón por la que lo sería. no ser estable. Solo sería posible alrededor de una estrella pequeña donde los planetas estuvieran bastante cerca, de modo que los 3 pudieran tener efectos de marea significativos entre sí. Sin mareas fuertes, no se obtiene bloqueo de marea.

Tampoco puede tener bloqueo de marea con ambos objetos cuando tienen diferentes períodos orbitales. El bloqueo de marea significa que el período de rotación es igual al período orbital (sideral).

Por supuesto, debería haber sabido que más allá de L1, la estrella tiene una atracción más fuerte que el planeta. No hice los cálculos. Sin embargo, esto me hace pensar en una pregunta de seguimiento. Lo haré como una pregunta aparte.