Dos planetas en la misma órbita, ¿no son planetas?

Contrariamente a lo que afirman algunas de las otras respuestas, es posible que dos cuerpos de aproximadamente el mismo tamaño (casi) compartan una órbita alrededor de un tercer cuerpo más grande. No se conocen planetas (o planetas enanos) con tales órbitas, pero existe un ejemplo bien conocido entre las lunas de Saturno: las lunas coorbitales Jano y Epimeteo .

Lo que sucede en un sistema de este tipo es que los satélites que coorbitan no se mantienen a una distancia fija entre sí: cualquiera que esté más cerca del cuerpo central lo orbitará un poco más rápido y, por lo tanto, alcanzará gradualmente al otro. una. Sin embargo, una vez que los satélites se acerquen lo suficiente, su gravedad comenzará a unirlos, de modo que el satélite posterior gane momento angular y el satélite anterior lo pierda.

Algo paradójicamente, esta transferencia de impulso aumenta el radio orbital del satélite posterior, lo que lo hace más lento , mientras que el radio orbital del satélite anterior se reduce, lo que hace que se acelere . Por lo tanto, los satélites terminan efectivamente "intercambiando órbitas", de modo que el satélite líder se convierte en el más rápido y comienza a ganar distancia sobre el posterior nuevamente, hasta que finalmente alcanza al otro satélite por detrás y el proceso se repite.

En un marco que gira alrededor del cuerpo central a la velocidad orbital promedio de los satélites, las trayectorias netas de los satélites terminan pareciendo herraduras . Aquí hay un esquema del movimiento de Jano y Epimeteo entre sí mientras orbitan alrededor de Saturno (no a escala, obviamente), tomado de Wikipedia:

^{Caricatura de las órbitas de herradura de Jano y Epimeteo alrededor de Saturno, por el usuario de Wikipedia Jrkenti, utilizada bajo la licencia Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0.}

En cuanto a si dos objetos en tal órbita alrededor del Sol se considerarían planetas, suponiendo que cumplieran los otros requisitos , diría que su conjetura es tan buena como la mía: dado que no se conocen tales objetos en el sistema solar, y dado que no se espera que se encuentren más, la IAU no tenía necesidad de considerar este tema en particular.

En lo que respecta a la especulación, se podría argumentar que, si tal par planetario existiera en el sistema solar, la IAU habría encontrado alguna manera de calzarlos. Una posible forma de hacerlo podría haber sido considerar el más pequeño . objeto en el par para ser un tipo inusual de satélite del más grande, o al menos para estar "de otro modo bajo su influencia gravitatoria", lo que permite que al menos el cuerpo más grande se cuente como un planeta, al igual que la Tierra se considera un planeta a pesar de la presencia de la Luna en esencialmente la misma órbita .

No creo que la situación que mencionas sea posible. Estás describiendo dos planetas, cada uno de los cuales está en los demás puntos L3 (un punto lagrangiano es un punto en una órbita con propiedades gravitacionales especiales, donde un objeto permanecerá algo estacionario en relación con el cuerpo en cuya órbita se encuentra). Incluso nuestra nave espacial comparativamente pequeña que se encuentra en el punto L1 de la Tierra (entre la Tierra y el Sol) requiere correcciones periódicas.

Las órbitas planetarias son algo inestables: cambian poco a poco con el tiempo, a medida que el sol pierde masa y otros planetas y basura del sistema solar empujan y tiran de los planetas. Si la órbita de uno de estos planetas cambiara solo un poco , se saldría del punto de Lagrange y entraría en otra órbita. Los planetas comenzarían a moverse a diferentes velocidades y colisionarían o se moverían en órbitas independientes en un período de tiempo astronómicamente corto.

Da la casualidad de que la teoría principal de cómo obtuvimos la Luna es que un planeta del tamaño de Marte llamado Theia existía en el punto L4 o L5 de la Tierra (sesenta grados por delante o por detrás de la Tierra en su órbita). Esto es similar a la situación que mencionas: orbitó el punto de Lagrange, se desestabilizó con el tiempo y se estrelló contra la Tierra.

Si encontráramos un par de planetas orbitando de esa manera, creo que ambos se llamarían informalmente planetas. Dado que esta sería una ocasión tan rara y especial, la IAU podría dejarlo pasar, o podrían clasificarlos como planetas enanos dependiendo de otras circunstancias (hay muchas resonancias orbitales en el cinturón interior de asteroides, por ejemplo, si estos dos planetas existieran). en tal órbita, creo que hay buenas posibilidades de que también haya mucha otra basura flotando a su alrededor).

Solo por el bien del argumento, si esos dos planetas tuvieran cada uno dos planetas más en sus puntos L4 y L5, formando una especie de hexágono planetario mágico, ¿seguirían siendo los seis clasificados como planetas?

Para echar un vistazo más de cerca a esto, hay un par de lunas coorbitales de Saturno. Estos son Tethys, y son dos co-lunas, Telesto y Calypso. Las lunas más pequeñas están en puntos de Troya (L4 y L5). La clave aquí es 'lunas más pequeñas'. Las islas de estabilidad que ofrecen L4 y L5 no son tan fuertes, y los cuerpos de masa equivalente estarán más influenciados por otros cuerpos celestes que la isla de estabilidad.

Además, no todos los puntos de Lagrange son estables. Como aprendieron los diseñadores del telescopio SOHO, no se puede poner un satélite en el punto L1, al menos no de forma fiable. Pero puedes orbitar el punto L1. L3 también es muy inestable, por lo que cualquier cuerpo no permanecería allí por mucho tiempo, especialmente uno con una masa equivalente a la del planeta. También tenga en cuenta que la única forma en que un cuerpo en L3 no sería visible desde el planeta fuente sería si la órbita del planeta fuente fuera casi circular.

Si nos encontramos con una configuración de este tipo en un sistema exoplanetario, sería muy interesante observarlo con el tiempo. En este momento no podemos confirmar que un cuerpo haya 'barrido su vecindario', por lo que usar esa definición de planeta no es útil actualmente para los exoplanetas.

Debo decir que los consideraría planetas por el hecho de que ambos son lo suficientemente grandes y tienen una órbita regular alrededor del sol.