¿Cómo puedo tener una luna como la Tierra?

Mi historia tiene lugar en la luna de un gran planeta gigante gaseoso. He estado tratando de decidir una manera de que la luna sea lo más parecida posible a la Tierra, pero ahora he decidido pedir ayuda a la comunidad, porque parece que no puedo resolverlo.

Debería ser un sistema muy estable que haya existido durante miles de millones de años, y debería ser comparable en edad al sistema terrestre de la vida real.

La luna similar a la Tierra debería:

  1. Ser capaz de soportar la vida.
  2. Tienen climas similares a los de la Tierra
  3. Tienen cambio anual en las estaciones.
  4. Tienen diferencias de temperatura en diferentes latitudes (es decir, calor en el ecuador, frío en los polos)

La lista que se muestra arriba está ordenada de más importante a menos importante. Entonces, poder mantener la vida es el detalle más importante #1. Los dos primeros no son negociables y deben incluirse en cualquier solución proporcionada.


Estos son los dos escenarios que se me han ocurrido, ninguno de los cuales parece satisfacer mis condiciones:

escenario 1

La luna similar a la Tierra está en órbita alrededor del gigante gaseoso Planeta A. El Sol es mucho más caliente que nuestro Sol, lo que permite que el Planeta A esté más lejos del Sol y aún así dentro de la zona habitable. El cambio de estaciones ocurre debido a la variación de distancia que resulta de no estar orbitando directamente la estrella. Sin embargo, como resultado, la temperatura cambia a escala global cada año. No estoy seguro de cómo esto afectaría el clima y el tiempo. Los polos tienen aproximadamente la misma temperatura que el ecuador.


Escenario 2

La luna similar a la Tierra se encuentra en el punto L1 Lagrangiano del gigante gaseoso Planeta A. El cambio de estaciones, las diferencias de temperatura entre las latitudes y los climas son todos similares a los de la Tierra. Visto desde la luna similar a la Tierra, el Planeta A no tiene fases y siempre está lleno, ocultándose cuando sale el sol y saliendo cuando se pone el sol. Sin embargo, lamentablemente esta formación no es científicamente plausible, ya que el punto de Lagrange L1 es muy inestable.


¿Cómo puedo tener una luna similar a la Tierra orbitando un gigante gaseoso?

Mi objetivo es hacer que la luna sea lo más similar posible a la Tierra dentro del ámbito de la plausibilidad científica. Estoy abierto a cualquier idea que tenga la comunidad.

Las respuestas no deben decir cosas como "eso no es posible" sin ofrecer un escenario alternativo. Mi objetivo es que la Luna se parezca lo más posible a la Tierra; no tiene que ser 100% idéntico a la Tierra en todas las formas posibles.

¿Hay alguna razón por la que no puedas simplemente tener un gigante gaseoso orbitando dentro de la zona habitable de la estrella con una luna del tamaño de la Tierra?
@ ArkensteinXII ¿No causarían problemas las diferentes distancias de la luna al Sol?
Si la diferencia de distancia al Sol entre el ecuador y los polos es suficiente para una gran diferencia de temperatura, ¿las distancias mucho mayores no causarían problemas debido a las enormes diferencias de temperatura? ¿O la Tierra es más caliente en el ecuador debido principalmente al ángulo de incidencia de la luz solar?
La diferencia de insolación entre el ecuador y los polos no se debe a la distancia, sino al ángulo de incidencia. La misma cantidad de luz solar cubre un área más grande en el polo porque entra en un ángulo muy bajo. La misma razón por la que el sol no se siente tan cálido por la mañana y por la noche en comparación con el mediodía.
Ah, maldita sea, supongo que no entendí que el ángulo de incidencia era la causa principal de la diferencia de temperatura entre los polos y el ecuador. @ArkensteinXII Debería publicar su explicación en una respuesta, podría seleccionarla como la mejor respuesta en un par de días, ya que entendí mal algo bastante fundamental.
Mientras que la diferencia en la distancia del sol entre el ecuador y los polos en la Tierra no es mayor a unos 6.370 km, el radio de la órbita de su luna probablemente será de unos 550.000 km para un planeta anfitrión del tamaño de Joviano. No puedo descartar la posibilidad de que esto tenga un efecto en la temperatura, ya que es aproximadamente el 0,35% de la distancia entre la Tierra y el Sol. Sin embargo, no sé las matemáticas necesarias para determinarlo. Tal vez alguien que lo haga lo complacerá.
Para el gigante gaseoso, estoy usando exactamente la masa de Júpiter. El radio orbital de la luna debe ser una distancia apropiada para un período orbital de casi exactamente 360 ​​días terrestres. (He hecho estos cálculos pero no los tengo a mano)
Puede encontrar útil este (largo) artículo sobre planetas, lunas y habitabilidad: worldbuildingpasta.blogspot.com/2019/10/…

Respuestas (2)

Si el radio de la órbita alrededor del gigante gaseoso es de 550 000 km, no hay problema: la diferencia entre las distancias del afelio y el perihelio de la Tierra es de 5 millones de km, y no experimentamos problemas: el efecto estacional en la temperatura se debe más a la inclinación orbital que a la Tierra real. -Distancia al sol. Además, el período orbital de una luna similar a la Tierra alrededor de un gigante gaseoso similar a Júpiter con un radio orbital de 550.000 km es de 2,6 días, mucho más corto que cualquier constante térmica relevante.

Uno de sus comentarios indicó que desea que la luna orbite al gigante gaseoso con un período de aproximadamente 360 ​​días terrestres. Eso requiere un semieje mayor de 14,6 millones de km, que es 0,1 AU, o un tercio del camino entre la Tierra y Venus. A menos que esté planeando un verdadero sistema de 3 cuerpos sin otros cuerpos significativos además de la estrella, el planeta y la luna (lo que en realidad no se correspondería con los modelos actuales de formación planetaria), una luna a una distancia tan grande de su padre El planeta sería rápidamente perturbado fuera de órbita por interacciones con otros cuerpos y simplemente se convertiría en un planeta separado.

A modo de comparación, el radio orbital de Ganímedes (la luna más grande de Júpiter) alrededor de Júpiter es de 1,07 millones de km, que si tuviera 1 masa terrestre daría un período orbital de aproximadamente una semana.

No veo un problema.

  1. Que el planeta sea habitable está en función de su distancia al sol, si está en la zona de Ricitos de Oro y tiene agua líquida, entonces parece probable que la vida se desarrolle tarde o temprano.

  2. Clima similar a la Tierra: si tiene agua líquida que es esencialmente un clima similar a la Tierra para todos los efectos

  3. Estaciones: esa es la función de la inclinación del eje del planeta.

  4. Igual que #3

La distancia al sol y el tipo de estrella realmente no importan tanto mientras estés en la zona Goldilocks.

El gigante gaseoso puede estar en cualquier parte del sistema solar. Hemos detectado Júpiteres calientes, gigantes gaseosos muy cerca de su estrella, así como otros más "típicos" similares a nuestro propio sistema solar. De hecho, se teoriza que nuestro propio Júpiter podría haber estado mucho más cerca del Sol y haber migrado durante su vida.