Ist folgendes plausibel: Ein Mond an einem L1-Punkt umkreist einen Gasriesen, der eine Sonne umkreist. der Mond ist in halb Tageslicht, halb Mondlicht getaucht

Ich schreibe einen Science-Fiction- und Fantasy-Roman, ich werde nicht ins Detail gehen, aber im Wesentlichen spielt er auf einem Fantasy-Mond, der einen Gasriesen umkreist, der eine Sonne umkreist. Der Mond befindet sich an einem L1-Punkt (Lagrange 1) und scheint unter den Bedingungen, die ich für ihn in Bezug auf Größe, Entfernung usw. geschaffen habe, ziemlich stabil zu sein. Die Grundvoraussetzung (die ich jedenfalls erhoffe). ) ist, dass eine Seite des Mondes ausschließlich der Sonne zugewandt ist und sich in konstanter Tageszeit befindet, während die andere Seite ausschließlich seinem Gasriesen zugewandt ist, der das Licht der Sonne gerade so weit zurück zum Mond reflektiert, dass diese Seite des Mondes untergetaucht wird in ein relatives Zwielicht. Hier ist ein sehr einfaches Diagramm (offensichtlich nicht maßstabsgetreu) dessen, was ich mir ausgedacht habe:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich wollte nur fragen, ob das alles plausibel ist? Ich bin bereit, Lösungen oder Erklärungen zu hören, Astronomie ist nicht wirklich meine Stärke, aber sie ist so interessant für mich :)

Antworten (3)

Der L1-Lagrange-Punkt ist instabil, daher wäre es zu viel zu erwarten, dass ein Mond an diesem Punkt auf natürliche Weise erscheint oder viele Millionen Jahre darin bleibt, aber ansonsten ja, diese Anordnung ist möglich.

Der L1-Punkt ist ein Punkt des instabilen Gleichgewichts, wie bereits von Alexander festgestellt. Dies bedeutet, dass ein Körper ohne aktive Kontrolle seiner Bahnparameter diesen Punkt aufgrund von Gravitationsstörungen bald verlassen würde.

Darüber hinaus würde ein Körper in L1 nicht den Planeten, sondern den Stern umkreisen, was Ihrer Anforderung widerspricht, dass "ein Mond einen Planeten umkreist, der einen Stern umkreist".

Kurze Antwort:

Eine solche Einstellung wäre auf natürliche Weise unmöglich. Aber wenn Ihre Geschichte auf der Mohs-Skala der Science-Fiction-Härte ausreichend weich ist - Warnung vor TV-Tropen -

https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/MohsScaleOfScienceFictionHardness[1]

Oder wenn Ihre Geschichte überhaupt keine Science-Fiction ist, sondern eine Fantasie, die zufällig auf einem anderen Planeten spielt (wie Eddisons The Worm Ouroboros ), können Sie sie trotzdem schreiben.

Lange Antwort:

Der L1-Punkt.

In Ihrem Konzept umkreist der Mond oder Planet den Gasriesenplaneten nicht in der L1-Position, er umkreist die Sonne in der L1-Position relativ zum Gasriesenplaneten. Der Titel Ihrer Frage ist also irreführend.

Die dreieckigen Punkte (L4 und L5) sind stabile Gleichgewichte, vorausgesetzt, dass das Verhältnis von M1/M2 größer als 24,96 ist. [Anmerkung 1] [6] Dies ist der Fall für das Sonne-Erde-System, das Sonne-Jupiter-System und , mit einem kleineren Rand, das Erde-Mond-System. Wenn ein Körper an diesen Punkten gestört wird, bewegt er sich von dem Punkt weg, aber der Faktor, der dem entgegengesetzt ist, der durch die Störung erhöht oder verringert wird (entweder die Schwerkraft oder die durch den Drehimpuls induzierte Geschwindigkeit), nimmt ebenfalls zu oder ab und biegt den Weg des Objekts in eine stabile, nierenbohnenförmige Umlaufbahn um den Punkt (wie im mitrotierenden Bezugsrahmen zu sehen).

Die Punkte L1, L2 und L3 sind Positionen eines instabilen Gleichgewichts. Jedes Objekt, das bei L1, L2 oder L3 umkreist, neigt dazu, aus der Umlaufbahn zu fallen; Es ist daher selten, dort natürliche Objekte zu finden, und Raumfahrzeuge, die diese Gebiete bewohnen, müssen die Position beibehalten, um ihre Position zu halten.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lagrange_point#L1_point[2]

Daher wäre es äußerst unwahrscheinlich, dass Naturkräfte Ihren Planeten in der L1-Position für die Millionen von Jahren halten würden, die der Planet benötigt, um auf natürliche Weise für Menschen oder ähnliche Wesen bewohnbar zu werden oder höhere Lebensformen zu entwickeln, oder auf andere Weise zu einer interessanten Umgebung für die meisten werden Arten von Geschichten.

Es wäre also ein seltener Zufall, dass ein Planet, der seit Milliarden von Jahren eine relativ stabile und andere Umlaufbahn hatte, zufällig in die L1-Position driftete und dort blieb, während Ihre Geschichte spielte. Und es könnte für Wissenschaftler in Ihrer Region einfach sein Geschichte, um zu berechnen, dass, wenn der Planet die L1-Position verlässt, es durch seine neue Umlaufbahn zu heiß oder zu kalt wird, als dass Leben überleben könnte, oder dass er sogar mit dem Gasriesenplaneten oder der Sonne kollidieren oder in den interstellaren Raum geschleudert wird. Somit könnte ein Planet, der sich für relativ kurze Zeit in der L1-Position befindet, dem bevorstehenden Untergang entgegensehen, wenn er die L1-Position verlässt.

Natürlich könnte der Planet durch ein ausreichend weitreichendes Projekt einer ausreichend fortgeschrittenen Zivilisation auf die L1-Position gebracht und dort für lange Zeit, vielleicht Milliarden von Jahren, gehalten werden, wenn sie einen Grund dazu haben. Vielleicht ist eine Science-Fiction-Geschichte, die auf einem solchen Planeten spielt, zu einem Klassiker in ihrer Gesellschaft geworden, und sie beschließen, einen solchen Planeten zu erschaffen, um die Geschichte zu ehren! Und möglicherweise könnte ein Handlungspunkt eine Bedrohung durch Terroristen auf dem Planeten sein, um die Maschinerie abzuschalten, die den Planeten in der L1-Position hält.

Oder die fortgeschrittene Zivilisation terraformt den Planeten, um ihn bewohnbar zu machen, und besät ihn mit Leben.

Teil zwei: Gezeitengesperrt werden.

Sie möchten, dass der Planet gezeitenabhängig wird.

Der Planet kann nicht gezeitenabhängig mit dem Gasriesenplaneten verbunden werden, da er den Gasriesenplaneten nicht umkreist. Daher müsste der Planet durch Gezeiten mit dem Stern im System verbunden werden.

Aber der Planet sollte zu weit von seinem Stern umkreisen, um durch die Gezeiten an den Stern gebunden zu werden.

Ein kleiner Unterschied in der Masse der Sterne erzeugt einen größeren Unterschied in ihrer Leuchtkraft. Wenn ein Stern beispielsweise 10 Prozent weniger Masse als die Sonne hat, hat er eine Leuchtkraft von weniger als 90 der Leuchtkraft der Sonne. Ein Stern mit geringer Masse wird also eine sehr geringe Leuchtkraft haben, und seine zirkumstellare bewohnbare Zone wird ihm viel näher sein, als es wahrscheinlich proportional zu seiner Masse ist. Die Entfernung zur zirkumstellaren bewohnbaren Zone eines Sterns ist proportional zu seiner relativen Leuchtkraft und nicht proportional zu seiner relativen Masse.

Planeten in einer zirkumstellaren bewohnbaren Zone mit schwachen Sternen werden also sehr nahe um diesen Stern kreisen und wo die Schwerkraft dieses Sterns - proportional zur Masse des Sterns und nicht zur Leuchtkraft des Sterns - sehr stark sein wird und die Rotation des Planeten schnell verlangsamen wird und verriegeln Sie es gezeitenweise mit dem Stern.

Ein Planet, der 200.000.000 Kilometer von seinem Stern entfernt ist, wie in der Frage angegeben, wäre also nicht gezeitengebunden an den Stern, es sei denn, dieser Stern wäre supermassiv – was den Stern super leuchtend und den Planeten super heiß machen würde, zu heiß für erdähnliche Lebensformen.

Eine Theorie könnte also lauten, dass der Planet ursprünglich etwa 210.000.000 Kilometer vom Stern entfernt umkreiste und einen kurzen Tag hatte, aber als er noch sehr jung war, kollidierte er mit einem massiven planetengroßen Objekt, das die Rotation des Planeten stark verlangsamte. Es wird angenommen, dass die seltsamen Rotationen von Venus und Uranus durch solche Kollisionen früh in der Geschichte des Sonnensystems verursacht wurden.

Der Planet könnte jetzt einen Tag haben, der in einer Entfernung von 210.000.000 Kilometern auf ein kleines bisschen kürzer als sein Jahr verlangsamt wurde. Bei einem bereits so langen Tag könnten die vergleichsweise schwachen Gezeitenwechselwirkungen mit dem Stern ausreichen, um die Rotation des Planeten schnell (astronomisch gesehen) ein wenig mehr zu verlangsamen und ihn gezeitenabhängig mit dem Stern zu verbinden.

Dann könnte der Gasriesenplanet, der sich viel weiter vom Stern entfernt gebildet hat, nach innen zum Stern wandern und schließlich eine permanente Umlaufbahn in 210.000.000 Kilometern Entfernung vom Stern einnehmen. Und möglicherweise könnte dies den gezeitenabhängigen Planeten dazu zwingen, nach innen in eine Umlaufbahn in etwa 200.000.000 Kilometer Entfernung vom Stern zu wandern und dann in die L1-Position des Gasriesenplaneten zu wandern.

Ich habe keine Berechnungen durchgeführt, aber ich nehme an, dass ein solches Szenario möglich sein könnte.

Natürlich würde dies immer noch die Maßnahmen einer fortgeschrittenen Zivilisation erfordern, um den Planeten in der L1-Position relativ zum Gasriesenplaneten für die Milliarden von Jahren zu halten, die erforderlich sind, damit der Planet für die meisten Arten von Geschichten interessant wird.

Oder die fortgeschrittene Zivilisation terraformt den Planeten, um ihn bewohnbar zu machen, und besät ihn mit Leben.

Abschluss:

Es ist unmöglich, dass Ihre Einstellung in der realen Welt auf natürliche Weise erfolgt. Daher ist es nicht für den Einsatz in einer harten Science-Fiction-Geschichte geeignet. Aber in einer sehr sanften Science-Fiction-Geschichte oder in einer reinen Fantasy-Geschichte, die auf einem fernen Planeten spielt, wäre es durchaus akzeptabel.

Gäbe es eine stabile Konfiguration mit anderen Planeten, die den Planeten in dieser Konfiguration fixieren könnte? Oder wenn es ein kleiner Stern wäre und der Planet viel näher wäre? Vielleicht befindet sich der Planet am L4- oder L5-Punkt eines anderen Körpers, der irgendwie (?) dem L1-Punkt des Gasriesen entsprechen kann? Ich kann mir die Bastelspielzeuge dafür nicht so recht zusammenreimen.
@MA Golding, Sie haben eine Art Alternative, ihnen nur enge Umlaufbahnen zu geben und den Gasriesen / Mond / Planeten groß zu machen. Es würde ein wenig wackeln, aber die Konfiguration wäre stabil.