Ist es möglich, dass 5 Planeten in einer einzigen Umlaufbahn um einen einzigen Stern kreisen können?

Ich schreibe einen Roman und bin ziemlich verwirrt, ob dieses System im realen Universum möglich sein könnte. Ist es möglich, dass ein System existiert, in dem 5 identische Planeten, die dieselben Eigenschaften haben könnten (Neigung, Geschwindigkeit, Planetenmasse und andere), um einen einzigen Stern kreisen? Welche Auswirkungen würden die 5 Planeten erfahren, wenn sie so nah sind? (einschließlich der klimatischen Veränderungen und der Gravitations-, Magnetosphären-Interferenz.)

" Klemperer-Rosette ". Die Figur aus fünf Massen ohne zentralen Körper ist bereits in Romanen erschienen (Larry Nivens Ringworld und verwandte Romane).
@dmckee Nur er will einen Zentralstern :)
Warum sagst du, "wenn sie so nah sind?" Stellen Sie sich vor, dass sie nicht gleichmäßig um den Kreis verteilt sind?
Was sagst du zum Asteroidenring?

Antworten (4)

Bisher wurden nicht mehr als zwei Objekte in koorbitaler Konfiguration beobachtet. Es wäre einfach, wenn es mindestens einen Satelliten (anstelle eines Planeten) zu einem der Planeten geben würde, die den Stern umkreisen. Der Grund, warum ich das sage, ist, dass die Umlaufbahnkonfiguration der Planeten dann als Lagrange-Punkte betrachtet werden kann .

Lagrange-Punkte

Obwohl L1, L2 und L3 im Vergleich zu L4 und L5 viel weniger stabil sind, können wir jetzt schließen, dass mindestens 4 Körper den Stern umkreisen können. Auf diese Weise können wir erklären, dass sie ihre Umlaufbahn teilen . Dennoch sind die Konfigurationen weniger wahrscheinlich. Eine leichte Störung kann ihre Umlaufbahn verändern oder manchmal (wenn Sie Pech haben) einen auf den anderen schlagen ...

Aber es ist in Ordnung zu sagen, dass fünf Planeten gleichzeitig umkreisen können. Wie dmckee und John sagten, Klemperer Rosette könnte ein guter Anfang sein. Achten Sie darauf, dass Sie immer noch die Symmetrie beibehalten (sehr notwendig in der Physik ) (dh) ein Dreieck im Fall von 3 Objekten, eine fünfeckige Konfiguration im Fall von 5 usw.

IIRC, dieses System ist sehr sehr selten. Wie ich bereits gesagt habe - während einer Planetenbildung ist es immer noch sehr unwahrscheinlich, dass ein solches System (mit mehr als drei koorbitalen Konfigurationen) gebildet werden kann.

Es ist nicht nur selten. Es ist statistisch so unwahrscheinlich, dass es im Grunde unmöglich ist.
Handelt es sich um einen Zentralstern?
@KarthikeyanKC: Ich kann nicht verstehen, was Sie mit dem Ausdruck "Zentralstern" meinen. Aber die Lagrange-Positionen sind die Näherungslösungen für das berühmte 3-Körper-Problem. Zwei Massen drehen sich um ihren gemeinsamen Schwerpunkt und eine dritte wird an einem dieser Punkte gehalten, damit sie im Gleichgewicht sind. Die Massen sollten einigermaßen vergleichbar sein. Das ist alles. Es kann sicher ein Stern sein, wie Sie auf dem Bild sehen können . Tatsächlich ist es real , dass viele Satelliten diese Punkte umkreisen (und vorgeschlagen wurden) ;-)
Ich habe hier auf das Klemperer-Rosettensystem verwiesen ... Und ich bin verwirrter ... Wenn zwei Massen im Gleichgewicht sein müssen, wenn sie sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen, warum braucht man dann eine dritte Masse?
@KarthikeyanKC: Zuerst schlage ich vor, dass Sie sich die Lagrange-Punkte ansehen. Grob gesagt sind diese Warum -Fragen ziemlich kompliziert direkt zu beantworten. Angenommen, zwei Massen befinden sich im Gleichgewicht. Die Notwendigkeit einer dritten Masse besteht darin, dass dies diejenige ist , die an einem der L-Punkte relativ zu den anderen beiden in der Umlaufbahn bleibt. Wenn Sie keine aufeinanderfolgenden Massen wollen, können Sie sicher bei 2 aufhören ;-)
@CrazyBuddy das hat mir ein bisschen geholfen zu verstehen: youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=D2cdY8HQEaU
@KarthikeyanKC: Es ist gut, dass du es irgendwie verstanden hast. Viel Spaß beim Geschichten schreiben ;-)

Zumindest nach diesen numerischen Simulationen von Bob Jenkins können Systeme mit einer kleinen Anzahl gleichgroßer Planeten, die einen massiven Zentralkörper umkreisen, tatsächlich „auf seltsame Weise stabil“ sein.

Insbesondere bleiben die Planeten nicht im gleichen Abstand um den Stern, selbst wenn sie (ungefähr) so beginnen. Vielmehr scheinen sie sich entlang ihrer gemeinsamen Umlaufbahn auf komplizierten und wahrscheinlich chaotischen, hufeisenförmigen Umlaufbahnen zu bewegen , während sie immer noch eine ungefähr kreisförmige gemeinsame Umlaufbahn um die Sonne und einen überraschend gut definierten Mindestabstand zueinander beibehalten.

Es sollte natürlich beachtet werden, dass diese Simulationen nur Anhaltspunkte, aber keine endgültigen Ergebnisse liefern. Mir ist weder bekannt, dass jemand ein solches System für Zeiträume simuliert hat, die mit dem Alter des Sonnensystems vergleichbar sind, noch irgendwelche Analyseergebnisse zu seiner Langzeitstabilität. Wenn Sie solche Studien kennen, sagen Sie es mir bitte!

Ich habe keine endgültige Referenz dafür, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass solche Konfigurationen gegenüber kleinen Störungen instabil sind. Das bedeutet, dass die kleinste Abweichung von der perfekten Symmetrie zunimmt und die Planeten kollidieren oder sich gegenseitig in unterschiedliche Umlaufbahnen schleudern. Die Planeten könnten nur dann eine Umlaufbahn teilen, wenn ihre prälativen Positionen aktiv aufrechterhalten würden.

Der Wikipedia-Artikel über Klemperer-Rosetten stimmt zu, dass sie instabil sind, bietet aber auch keine gute Referenz.

Dies ist eine Klemperer-Rosette mit einem hinzugefügten Stern in der Mitte, daher sagt uns die Aussage von WP nicht unbedingt viel. Wenn wir machen n = 5 in eine Variable, dann die große n Die Grenze ist in Bezug auf Störungen des Zentralsterns instabil, aus denselben Gründen, aus denen eine Ringwelt instabil ist: physical.stackexchange.com/questions/41254/… . Das Hoch- n Grenze ist einfacher, weil die Massenverteilung statisch ist, also gilt der Satz von Earnshaw für die Stabilität des Sterns, der ruht.

Möglich, aber es würde ein außergewöhnlich stabiles Sternen- und Planetensystem erfordern.

Wie jemand zuvor erwähnt hat, ist es so unwahrscheinlich, dass es praktisch unmöglich ist. Wenn ein solches System existierte, dann wurde es mit ziemlicher Sicherheit von einer fortgeschrittenen alten Zivilisation hergestellt.

Es würde keine große Menge erfordern, um auch Instabilitäten in das System einzuführen, die sich wahrscheinlich selbst verstärken würden.

Ist es möglich, dass 5 Planeten in einer einzigen Umlaufbahn um einen einzigen Stern kreisen können?
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