Jahreszeiten und Tag/Nacht-Zyklen auf hufeisenbewohnbaren Welten?

TL;DR: Die Jahreszeiten werden je nach "Seite" des Hufeisens, auf der es sich befindet, unterschiedliche Längen haben (es gibt eine langsame und eine schnelle "Seite"), und der Tag / Nacht-Zyklus bleibt unverändert.

Weitere Informationen zu Hufeisenbahnen finden Sie in diesem Q&A zu physical.SE .

Aus der Perspektive eines Inertialrahmens in heliozentrischen Koordinaten befindet sich dieser Asteroid [der eine Hufeisenbahn hat] auf einer Kreisbahn (topologisch einem Kreis) um die Sonne.

Dies bedeutet, dass die Jahreszeiten gleich sein werden. Es gibt einen Moment, in dem sie der Sonne näher ist (Sommer), und einen anderen, in dem sie weiter entfernt ist (Winter). Abhängig von seiner Rotationsneigung wird es wahrscheinlich auch Herbst- und Frühlingssaison geben.

Aber die Länge der Jahreszeiten wird unterschiedlich sein, und die Reihenfolge kann sich auch ändern. Mehr dazu weiter unten.

Es wird wahrscheinlich eine Rotation haben , also sind Tag / Nacht-Zyklen eine Selbstverständlichkeit. Da es bewohnbar ist, ist es für die Abkühlung der Planetenoberfläche entscheidend, dass es einen Tag-Nacht-Zyklus gibt. Auch hier wird die Hufeisenbahn die meiste Zeit keinen Einfluss darauf haben.

Als es sich dem Hauptplaneten nähert, ändern sich die Dinge ein wenig:

Es wird schließlich die Erde einholen, aber es wird nicht unbedingt durch die Schwerkraft in die Erde gezogen. Es interagiert mit dem Gravitationsfeld der Erde in seinem Rahmen mit einem effektiven und abstoßenden Potential (...). Das Gravitationspotential plus dieses effektive Potential drückt den Asteroiden in einen höheren Orbitalradius. Die Lagrange-Punkte L4 und L5 wirken dann als Attraktorpunkte im Rotationssystem des Asteroiden. Seine Umlaufgeschwindigkeit ist jetzt kleiner und entfernt sich von der Erde. Schließlich nähert sich die Erde dem Asteroiden und der Vorgang wiederholt sich. Ref.

Die Gezeiten werden wahrscheinlich aufgrund ihrer Gravitationsinteraktion stärker werden.

Da es seine Umlaufgeschwindigkeit ändert, wenn es um L4 und L5 "rotiert", ändert sich auch die Länge der Jahreszeiten. Es wird einen schnelleren und einen langsameren Saisonzyklus geben.

Relativ zur Sonne ändert der Planet niemals seine Richtung, sondern nur seine Geschwindigkeit. Auf dem langsamen Zyklus holt der Hauptplanet von hinten auf und beschleunigt den hufeisenförmigen Planeten. Es tritt in den schnellen Zyklus ein, wenn es die Umlaufbahn umkreist und sich dem Hauptplaneten von hinten nähert, wenn seine Geschwindigkeit reduziert wird und in die langsame Phase zurückkehrt. All dies, während beide Körper die Sonne umkreisen.

Dies ist eine Umlaufbahn vom Typ „Hunter-Chaser“. Je dünner das Hufeisen ist, desto kleiner ist der Drehimpuls L in Bezug auf die Erde bei naher Annäherung. Dadurch kann die Gravitationsanziehung größer werden. Ref

Interessante Frage. So sieht das Setup für die Saturnmonde Janus und Epimetheus aus (von https://en.wikipedia.org/wiki/Epimetheus_%28moon%29#Orbit )

Das Wichtigste zu wissen ist, dass Planeten auf Hufeisenbahnen den Spin des anderen nicht stark beeinflussen. Sowohl Janus als auch Epimetheus sind gezeitenabhängig mit Saturn verbunden, was bedeutet, dass sie Saturn immer das gleiche Gesicht zeigen. Relativ zur Sonne dreht sich also jeder Mond einmal für jede Umlaufbahn, die er um den Saturn macht.

Stellen Sie sich eine allgemeinere Anordnung vor, bei der der zentrale Körper ein Stern ist und zwei Planeten sich eine Umlaufbahn in einer Hufeisenkonfiguration teilen. Wenn sich die Planeten in der Nähe des Sterns befinden, ist es wahrscheinlich, dass sie durch die Gezeiten blockiert werden, sodass immer dieselbe Seite dem Stern zugewandt ist. Aber die Planeten könnten sich durchaus mit einer anderen Geschwindigkeit drehen, und das würde durch das Hufeisen-Setup nicht beeinflusst. Das einzig wirklich Interessante ist, was Artiflexian darauf hinwies, dass der andere Planet am Himmel groß werden und sich dann zurückziehen würde.

Dies ist wahrscheinlich ein sehr seltenes Setup - beim Ausführen von Tausenden von Simulationen der Planetenentstehung (meine tägliche Arbeit) bin ich nur ein- oder zweimal darauf gestoßen. Viel häufiger sind trojanische Planeten: Konfigurationen, bei denen zwei Planeten dieselbe Umlaufbahn teilen und ungefähr 60 Grad voneinander entfernt bleiben – zur Information, siehe den zweiten Teil dieses Beitrags: https://planetplanet.net/2014/05/22/building-the- ultimatives-sonnensystem-teil-4-zwei-ninja-bewegungen-monde-und-koorbitale-planeten/