¿Puede un planeta habitable tener minisoles (es decir, satélites solares o lunas brillantes)?

Los soles son estrellas. Están orbitados por planetas y, a veces, por otras estrellas. Los planetas están orbitados por lunas. Las civilizaciones razonablemente avanzadas también pueden lanzar satélites artificiales en órbitas alrededor de su planeta. La luz y la energía en un sistema planetario provienen principalmente de su estrella central, que se alimenta de la fusión nuclear de los elementos más ligeros. Debido a la revolución de los cuerpos celestes, los planetas a menudo tienen ciclos regulares estacionales y de día y noche. La vida que se ha desarrollado en un planeta depende de esos ciclos. Me gustaría modificar uno de estos conceptos fundamentales, haciendo que el sistema sea geocéntrico en lugar de heliocéntrico:

¿Sería posible tener un satélite con forma de estrella orbitando un planeta de “clase M” ?
En otras palabras, ¿cómo puedo iluminar una luna? (Esto parece haber sido hecho antes, pero con handwaving/unobtainium, por Clarke en The Sands of Mars “Project Dawn” para Phobos y por Pohl/Kornbluth en Wolfbane ).

Dado que los discos de nuestro Sol y la Luna parecen tener aproximadamente el mismo tamaño en el cielo, imagine que la Luna no reflejaría sino que emitiría luz y posiblemente giraría más rápido alrededor de la Tierra ("mes de 1 día").

Esta luna emisora ​​de luz reemplazaría a un sol propiamente dicho, si estuviera en órbita alrededor de un planeta rebelde, o aumentaría un sol que estuviera demasiado lejos, es decir, el planeta está fuera de cualquier zona habitable normal de un sistema planetario habitual.

Una matriz de satélites más pequeños también sería aceptable y pueden ser artificiales si es necesario.

Problemas

Independientemente de la fuente de energía, espero que la radiación sea un problema, incluso con una atmósfera masiva.

Los sistemas heliocéntricos son naturales, porque las estrellas más pequeñas siguen siendo más grandes y más masivas que los planetas más grandes: OGLE-TR-122b parece ser la estrella más pequeña conocida , que tiene aproximadamente el tamaño de Júpiter pero 100 veces su masa. Los exoplanetas más grandes descubiertos tienen 2 o 3 veces el radio de Júpiter.

Creo que se requiere una gran masa para hacer posible la fusión de hidrógeno constante y estable. Así que lo más probable es que esa no sea una opción.

Gracias, @ HDE226868, como supuse que los mini soles alimentados por fusión son imposibles, pero tal vez haya otra forma de tener una luna brillante que no refleje.
Para pasar los requisitos del geocentrismo, necesitamos cancelar por completo el efecto de paralaje al ver el resto del universo, ¿verdad? ¿O necesitamos que haya otros planetas que también orbiten este planeta?
No importan otras estrellas y planetas, @sh1. Apoyar una visión geocéntrica del mundo sobre el planeta no es el objetivo de esta pregunta.
Entonces, ¿cómo se distingue entre un objeto pequeño que orbita un objeto grande y un objeto grande que orbita uno pequeño?
@sh1 Deje que el baricentro esté dentro del cuerpo más grande (como es el caso de la Tierra y la Luna).

Respuestas (5)

Si bien no tengo los conocimientos físicos completos para respaldar esto, una idea interesante para un sistema geocéntrico podría ser un sistema estelar binario. Imagine un par de estrellas de masa bastante similar en una órbita de excentricidad muy baja una alrededor de la otra. Ambas estrellas en realidad rotarían alrededor de un punto entre ellas, donde podrías colocar tu planeta mucho más pequeño justo en el punto de rotación, y efectivamente tendrías un par de soles orbitando tu (probablemente muy caliente) mundo.

El día en este mundo sería, por supuesto, interminable (salvo que algún otro satélite le diera un respiro temporal en forma de eclipse), por lo que probablemente querrá colocar estas estrellas más lejos de su planeta de clase M que la zona normal de Ricitos de Oro para enfriar las cosas un poco. Dependiendo de las distancias en cuestión y de si incluye o no otros satélites, el planeta también podría estar bloqueado por mareas con sus soles, dando una banda alrededor del medio (efectivamente, el meridiano principal) donde las cosas son un poco más frías en virtud de tener más indirecta. luz de sol

Creo que es L1 que has usado para tu planeta, ¿verdad? ¿Esto implica que puedes tener objetos en L4 y L5 que subjetivamente parecen estar también orbitando el planeta, o desaparecen cuando ambos cuerpos principales tienen el mismo tamaño? ¿Y podemos reemplazar una estrella con un agujero negro de la misma masa?
@sh1 más o menos, la intención era que el planeta estuviera en el baricentro del sistema, lo que supongo que en el caso de masas relativamente iguales también sería L1 (¿puedes decir que no soy astrónomo? :)) en ese sentido , parece que podrías tener objetos en L4/L5, que estarían aproximadamente a la mitad del camino orbital entre los dos cuerpos. En cuanto al agujero negro, claro, ¿por qué no? es solo una masa
Desafortunadamente, no es una configuración orbital estable... cualquier perturbación del centro, y el planeta, que ya no está en equilibrio con su entorno, cae directamente sobre el sol más cercano. Se requeriría una intervención artificial (en la forma de una luna orientable, poderosa y masiva) para mantenerlo centrado, y es difícil imaginar cómo llegó a estar allí en primer lugar...

Bombilla nuclear. La idea es que un plasma radiactivo esté contenido dentro de un recipiente. La idea se propuso originalmente como un tipo de motor de cohete (el calor de la nave se utiliza para impulsar el propulsor), pero creo que podría estar a la altura de su nombre en un sentido más literal, ¿por qué no? Desechar la nave espacial definitivamente simplifica la ingeniería.

Un concepto simple sería meter una gran cantidad de materiales radiactivos de larga duración dentro de una gran capa de tungsteno. La desintegración radiactiva calentará el tungsteno, y como todos sabemos por esas bombillas incandescentes obsoletas, el tungsteno lo suficientemente caliente produce un brillo blanco agradable. No es muy eficiente, pero con el tipo correcto de material que lo alimenta, aún podría brillar durante mucho tiempo.

El tipo de generación de energía más eficiente que conocemos actualmente es la antimateria, seguida de la fusión. Como dijiste, la cantidad de materia necesaria para hacer una reacción de fusión natural autosuficiente sería significativamente mayor que el planeta mismo. Con un poco de handwavium, si se fabricaran reactores de fusión artificial en el espacio, teóricamente podrías tener una luna masiva que resulta ser una central eléctrica que emite luz y otras radiaciones hacia el planeta.

Debido a que es artificial, el emisor podría, por cierto, estar bloqueado por mareas en el planeta, de modo que el lado del "sol" o el lado del emisor siempre concentraría toda la energía hacia el planeta sin desperdiciar energía.

Además, la luna no tendría que estar más cerca o más lejos que la luna real porque el planeta en cuestión giraría. Usando el sistema terrestre como ejemplo, si la luna se volviera como el Sol y emitiera la misma cantidad de luz que la tierra normalmente, el día solo se alargaría 50 minutos . Esto es casi lo mismo que Marte (a 39 minutos más) y no sería tan perceptible para los habitantes.

Como sugerencia alternativa, podría tener un grupo de satélites de enfoque masivo por la estrella más cercana y transmitir la energía a una luna en L1 en relación con el sistema de estrella/planeta. Lo ideal sería que los satélites estuvieran lo más cerca posible de la estrella para reducir el tamaño total de los satélites. Este podría ser un sistema algo pasivo y solucionaría los problemas de densidad de energía. El concepto me recuerda a la energía del haz de algo así como una vela solar pero para todo un planeta.

La antimateria no genera energía ya que no hay minas de antimateria. Puede ser una forma concentrada de almacenar energía, pero no es una fuente primaria . ¿Y a qué te refieres con «seguido de fusión»? Una vez que aniquilas la antimateria, obtienes rayos gamma, no algo que luego tengas que fusionar.

en la vida real, los científicos occidentales se preguntaron durante siglos qué alimentaba al sol. Los cálculos mostraron que podría arder durante unos pocos miles de años, como en la cronología bíblica, si funciona con combustión, lo que no fue suficiente para los eones de la nueva ciencia de la geología.

Si el sol estuviera alimentado por una contracción gravitatoria lenta, podría brillar durante unos pocos millones de años según cálculos posteriores, pero para entonces los geólogos afirmaron que la Tierra tuvo vida durante cientos de millones de años. He leído que una vez hubo violencia física en una reunión científica entre un astrónomo y un geólogo a causa de ese problema.

Y finalmente se calculó que la fusión nuclear era la forma en que brillaban las estrellas. Ahora quiere encontrar una manera de que las "estrellas" del tamaño de la luna iluminen un planeta sin tener la inmensa masa que hace posible la fusión natural. Afortunadamente lo que quieres no es TOTALMENTE imposible.

Para mí, un vasto sistema totalmente mecanizado de generación de energía que enciende las luces para iluminar el planeta parece la solución "más simple".

En mi humilde opinión, un "satélite solar" completamente artificial probablemente tendría que tener un vasto sistema de generadores de energía, robots de reparación y fábricas automatizadas para fabricar piezas para generadores y luces, y fabricar los robots de reparación, y los robots de reparación tendrían que mantener y reparar todo. .

Y esa parece ser la forma más sencilla de hacerlo. si la Tierra y la Luna son expulsadas del sistema solar, construya una gran cantidad de reactores de fusión en la Luna para encender luces que cubran toda la superficie y todo apuntado a la Tierra para iluminar y calentar la Tierra.

Pero si quieres un sistema que funcione solo sin maquinaria como lo hace un sol, eso es un problema, ya que no quieres un objeto con la masa necesaria para la fusión natural.

Si solo quieres que la luna, como un satélite solar, brille durante unos míseros miles de años, sus creadores podrían construirla como una pira gigante en el espacio diseñada para arder durante miles de años.

Una forma es usar la energía de fusión para alimentar dispositivos de transmutación de materia que transmutan varios elementos en elementos radiactivos y tal vez fisionables. Si mueve suficientes elementos de este tipo a la luna en cuestión, proporcionarán suficiente energía por segundo para iluminar y calentar el planeta. La radiación producida por los elementos tendrá que convertirse en radiación electromagnética (luz) y la sugerencia de "bombilla de luz nuclear" de Joanna Marietti muestra cómo hacerlo.

Por supuesto, cuanta más energía produce un isótopo radiactivo cada segundo, más rápido suele decaer en un isótopo no radiactivo. Por lo tanto, alguien que considere un sistema de este tipo tendrá que calcular qué elementos usar y cuánto para tener una producción de luz constante durante el tiempo necesario desde que se creó el sistema en su historia.

Tal vez quiera que los primeros exploradores lleguen al "satélite solar" para descubrir que la salida de luz pronto caerá por debajo de las cantidades suficientes y la vida en su planeta morirá, a menos que puedan encontrar una manera de reponer los elementos radiactivos en el "satélite solar". .

Dado que un planeta rocoso, similar a la Tierra, está formado por innumerables colisiones de grandes cuerpos astronómicos, se funde al poco tiempo de formarse. Por lo tanto, su Tierra como planeta y cualquier luna grande estaría fundida al principio. Pero las lunas más pequeñas se enfriarían y formarían superficies sólidas muchos millones de años antes que los planetas más grandes. Por lo tanto, los planetas pueden haber sido capaces de iluminar y calentar sus lunas, y tal vez los viajeros espaciales podrían sembrar las lunas con vida que podría sobrevivir hasta que los planetas se enfriaran.

Entonces, las lunas en cuestión se enfriarían y ya no iluminarían naturalmente sus planetas mucho antes de que sus planetas se enfriaran y tuvieran superficies sólidas donde la vida podría necesitar el calor y la luz de las lunas. En el momento en que los planetas necesitaron la luz y el calor de las lunas calientes fundidas, las lunas calientes fundidas se habrían enfriado y ya no proporcionarían calor ni luz de forma natural.

Entonces, una sociedad muy avanzada podría haber recalentado artificialmente la luna o las lunas de un planeta para que las lunas proporcionen suficiente calor y luz, y luego sembrar el planeta con formas de vida multicelulares para aprovechar ese calor y luz antes de que las lunas se enfríen nuevamente. .

Incluso podría ser posible que se produjera una colisión natural extremadamente improbable muchos millones de años después de la era en la que era común recalentar la luna hasta convertirla en calor fundido.

Por supuesto, recalentar una luna o lunas a calor fundido nuevamente sería una tarea muy grande para esos extraterrestres súper avanzados. Probablemente desviarían muchos asteroides y cometas grandes para que impactaran en la luna (y no en el planeta, a excepción de los cometas necesarios para proporcionar agua y atmósfera) y recalentarlos. El objetivo sería una impartición, o muchos impactos simultáneos, que son casi pero no lo suficientemente enérgicos como para romper la luna, para proporcionar la máxima cantidad de energía de calentamiento.

Y los extraterrestres súper poderosos podrían querer colisionar con otros asteroides y cometas entre sí para proporcionar una luna nueva para que el planeta reemplace a la que se convirtió en sol.

Hay dos problemas con el satélite reflector. Los ilustraré con el sistema Tierra-Luna, que es bueno ya que la Luna es, por lo que sabemos, un satélite excepcionalmente grande.

  • el albedo es la proporción de luz que el cuerpo absorberá y no reflejará. Dado que es variable, digamos que su satélite es un espejo perfecto y reflejará toda la luz recibida (el albedo real de la Luna es 0,136).

  • la segunda es que su satélite tendrá solo una fracción de la superficie del planeta. Incluso a la misma distancia del Sol, significa que solo se recogerá una cantidad proporcional de luz solar. Wikipedia nos da que la superficie de la Luna es 0,074 de la de la Tierra, por lo que la máxima luz total que la Luna puede reflejar es 0,074 de la luz total que llega a la Tierra. Lo cual no es una cantidad pequeña, pero ciertamente caería fuera del rango del "sol".

  • lo que es peor, la luz será dispersada por la luna hacia el espacio. Desde la Luna, la Tierra es un objetivo de 2°*2° en un cielo de 180°*180° de ancho y largo. Entonces, alrededor de 1/8100 de la luz recibida por la Luna (eso recuerda, es 0.074 de la luz recibida por la Tierra).

¿Qué condiciones mejorarían tu luna? Un albedo más alto, un satélite más grande y más cerca del planeta (para que el planeta sea aparentemente más grande) ayudaría, pero si bien podrían hacer que las noches sean menos oscuras, no creo que ninguna combinación de ellos sea suficiente para que salga un "sol". de un satélite. La única alternativa que quedaría sería un objeto artificial, que podría fabricarse para evitar la dispersión de la luz reflejada (pero sería increíblemente grande para nuestros estándares actuales).

Um, preferiría una "luna" que no refleje la luz, sino que emita luz por sí misma. No tiene que ser alimentado por fusión, pero debe ser de larga duración. Puede requerir mantenimiento para hacerlo (si es artificial), pero preferiblemente fue completamente autónomo.