Der (alternative) Grund für die Jahreszeiten: Hochgradig exzentrische Umlaufbahn

Auf der Erde erleben wir Jahreszeiten aufgrund der axialen Neigung unseres Planeten.

Die Erde um die Sonne bei jeder Sonnenwende und Tagundnachtgleiche

Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass die Jahreszeiten stattdessen dadurch verursacht werden, dass sich die Entfernung unseres Planeten von der Sonne während seiner Umlaufbahn ändert. Der Abstand der Erde von der Sonne ändert sich im Laufe des Jahres, aber die Änderung ist viel zu gering, um Auswirkungen auf die Temperatur des Planeten zu haben. Tatsächlich ist die Erde auf der Nordhalbkugel im Sommer am weitesten von der Sonne entfernt.

Die Erde in ihrer Umlaufbahn zeigt die Entfernung von der Sonne im Sommer und Winter

Stellen Sie sich einen erdähnlichen, bewohnten Planeten mit einer axialen Neigung von null (ohne Wackeln) und einer viel höheren Exzentrizität der Umlaufbahn als die Erde vor (genaue Werte sind an dieser Stelle nicht wichtig, aber Sie können sie gerne für zusätzliche Anerkennung berechnen). Für diesen Planeten ist „Sommer“ die Zeit, die am nächsten zur Sonne verbracht wird, und „Winter“ ist die Zeit, die am weitesten von der Sonne entfernt verbracht wird.

Eine leistungsstarke Simulation, wie ein solches System aussehen könnte, gerendert mit MS Paint

Ist dieser Aufbau eine plausible Erklärung für die Jahreszeiten eines fiktiven Planeten?

Wenn ja, wie würde sich der Jahreszeitenzyklus des Planeten von dem der Erde unterscheiden (alle anderen Dinge sind gleich)?
Würde es eine Vorstellung von einem Äquinoktium geben?

Die Sonnenwende und das Äquinoktium kommen von der unterschiedlichen Länge des Tages, Ihr Mangel an axialer Neigung beseitigt dies. Wenn Ihre Entfernung genug variiert, um saisonale Änderungen zu bewirken, werden Ihre Jahreszeiten nicht gleich lang sein. Der Sommer wird kürzer sein als der Winter, da die Orbitalgeschwindigkeit umso höher ist, je näher am Stern er ist, und langsamer, je weiter er entfernt ist. Je nachdem, wie weit Ihr Planet während der beiden Jahreszeiten von der Primärquelle entfernt ist, könnte dies ein ziemlich großer Unterschied sein.
Richtig, die Tage wären alle gleich lang. Hmm. Könnte eine interessante Folgefrage sein, um zu sehen, welche Art von primitiver Astronomie auf einem solchen Planeten entstehen könnte.
@ApproachingDarknessFish Nun, sie finden Astronomie am Anfang vielleicht etwas langweiliger, aber genauso nützlich.
Das liegt etwas außerhalb meines Fachwissens, aber ich denke, ein zusätzliches Szenario ist ebenfalls möglich: eine elliptischere Umlaufbahn, die nicht exzentrisch ist. Es hätte zwei Sommer und zwei Winter pro Jahr.
@ Dan Henderson Ich glaube nicht, dass das funktionieren würde, da sich die Sonne immer in einem der Brennpunkte der Ellipse befindet (nicht in der Mitte).
@ApproachingDarknessFish ah, ja, nach ein bisschen Recherche sehe ich, wie die Sonne in der Mitte eine weniger kreisförmige Umlaufbahn stören würde. (Außerdem sehe ich jetzt, dass ich die Begriffe "elliptisch" und "exzentrisch" in meinem vorherigen Kommentar in Bezug auf meine beabsichtigte Bedeutung schrecklich missbraucht habe. Aber irgendwie haben Sie trotzdem verstanden, was ich meinte, also ein großes Lob an Sie dafür!) Das Orbital Der Pfad wird stärker gekrümmt, wenn er der Sonne am nächsten ist, nicht gerader.
Ja. Das ist der Planet Ploor aus EE „Doc“ Smiths Galactic Patrol (eigentlich Children of the Lens , sechster Band der Serie).

Antworten (1)

Ja, exzentrischere Umlaufbahnen sind möglich und Sie können Gründe dafür finden oder per Hand winken, dass dies so bleibt (z. B. Pumpen von Gasriesen). Tatsächlich wird erwartet, dass dies für innere Planeten um schwach rote Sterne der Fall ist (viel näher als die Erde an unserer Sonne, um das gleiche Gesamtlicht zu erhalten), wenn ein Riese auch weiter draußen vorhanden ist. Interessanterweise wird der Tag mit dem Jahr synchronisiert, und das Jahr wird nur wenige Erdtage umfassen, also würden wir diesen Teil des Tageszyklus und nicht Jahreszeiten nennen . Wie auch immer, Sie können plausibel sagen, dass ein erdähnliches System eine exzentrischere Umlaufbahn hat, und nur die fortgeschrittensten Leser werden die langfristige Dynamik in Frage stellen und sie mit aktuellen Formationsmodellen abgleichen.

Der große Unterschied, den Sie feststellen werden, wird die Länge der Jahreszeiten sein. Der Planet bewegt sich am äußersten Ende der Umlaufbahn am langsamsten (und umgekehrt), sodass Sie einen langen Winter und einen kurzen Sommer haben werden.

Im Allgemeinen haben Sie eine axiale Neigung , die auch einen Kombinationseffekt ergibt. Dies wird sich in der relativen Phase über Tausende von Jahren ändern, wenn die Achse präzediert. Und die Achse des Planeten ändert sich über zehn bis hundert Millionen von Jahren und fragt sich in alle Richtungen, also ist es ein vorübergehender Zustand, ihn dort zu finden, wo er zufällig vertikal ist, und das Leben würde sich entsprechend entwickeln, weil es eine so lange Zeitskala ist, aber das zeigen würde Geschichte anderer Neigungen.

Um die Neigung des Planeten zu stabilisieren , braucht man so etwas wie unseren eigenen großen Mond.

Um mehr über diese zusammenhängenden Themen zu erfahren, schlage ich vor, dass Sie sich die SETI Weekly Colloquium-Reihe ansehen. Sie finden sie auf Youtube gepostet.

Machen Sie sich keine Sorgen um die Umlaufbahnstabilität. Die Umlaufbahn des Mars ist gar nicht so exzentrisch und wirkt sich schon recht deutlich auf die Jahreszeiten aus. Siehe en.wikipedia.org/wiki/Mars#Climate