Ich werde das mit Mathe angreifen. Zunächst einmal werde ich keine Annahmen darüber treffen, welche Umlaufbahnen stabil sein könnten. Das können wir mit einem Orbit-Simulator wie Rebound überprüfen, wie ich es in dieser Frage getan habe . Stattdessen gehe ich davon aus, dass es eine stabile Umlaufbahn um zwei Sonnen gleicher Masse und Leuchtkraft gibt. Das Orbitalprofil ist ein perfekter Kreis (Orbit mit 0 Exzentrizität) bei 1 AE für 3/4 einer Umdrehung um jede Sonne und dann eine gerade Linie, die sie mit der nächsten Sonne verbindet.

Bestimmen Sie die Bahnen

Da dies eine hässliche stückweise Funktion ist und ich sie mit einem Computer löse, definiere ich sie in Python als solche:

def f(t):
    if t < 3/2*pi:
        return sin(t-pi/4)+sqrt(2), cos(t-pi/4)
    if t < 3/2 * pi + 2:
        r = t - 3/2*pi
        return sqrt(2)/2-r/sqrt(2), -sqrt(2)/2+r/sqrt(2)
    if t < 3*pi + 2:
        r = t - 3/2*pi - 2
        return sin(pi/4-r)-sqrt(2), cos(pi/4-r)
    if t < 3*pi + 4:
        r = t - 3*pi - 2
        return sqrt(2)/-2+r/sqrt(2), -sqrt(2)/2 + r/sqrt(2)

Die roten Punkte sind die beiden Sonnen. Der grüne Punkt ist unsere willkürliche Zeit = 0 für den nächsten Teil; Der Planet beginnt rechts im Uhrzeigersinn um die Sonne zu kreisen. So weit so gut, jetzt berechnen wir die Entfernung von jeder Sonne und zeichnen sie als Funktion der Zeit auf.

Bestimmen Sie die Entfernung von jeder Sonne

Da ich bereits den Computer benutze und die Koordinaten der Sonne kenne, ($-\sqrt{2}, 0$) und ($\sqrt{2}, 0$), werde ich nur numerisch mit diesem Code rechnen:

def dist_1(coord):
    x, y = coord
    return sqrt((x - sqrt(2))**2 + y**2)
def dist_2(coord):
    x, y = coord
    return sqrt((x + sqrt(2))**2 + y**2)

Wobei dist_1 vom rechten Stern stammt und blau ist, und dist_2 vom linken Stern ist und rot ist. Ich habe den Zeitfaktor auf 365 Tage im Jahr skaliert, weil ich ein geozentrischer Typ bin, aber ich könnte jeden Skalierungsfaktor verwenden. Wenn sich der Planet mit der Geschwindigkeit der Erde bewegen würde, würde es 1342 Tage dauern, um dieses Jahr abzuschließen, fyi.

Bestimmen Sie die empfangene Energie

Solarenergie fällt mit 1/r ab$^2$, also beträgt die von jeder Sonne empfangene Sonnenenergie 0,905 Erdeinheiten geteilt durch die Entfernung zu jeder Sonne. 0,905 ist ein Skalierungsfaktor, um sicherzustellen, dass die gesamte Sonnenenergie, die von diesem Planeten empfangen wird, im Durchschnitt 1 Einheit beträgt. Zeichnen wir also diese beiden und eine neue schwarze Linie für die Netto-Gesamtsonnenenergie.

Jahreszeiten hinzufügen

Ach, herrliche Jahreszeiten. Nehmen wir an, wir haben eine erdähnliche axiale Neigung von 23,5 Grad. Wie wird uns das beeinflussen? Hängt davon ab, wie wir die Neigung ausrichten. Ich werde willkürlich erklären, dass die nördliche Hemisphäre vollständig in Richtung der beiden Sterne geneigt ist, wenn sich der Planet am äußerst rechten Punkt seiner Umlaufbahn am Punkt ($\sqrt{2}+1$, 0).

Ich berechne den Effekt der Neigung sowohl am Äquator als auch an einem Punkt 45 Grad N. Zur Sommersonnenwende (am oben genannten Punkt)$cos(45-23.5) = 0.930$des äquatorialen Sonnenlichts, und zur Wintersonnenwende wird es kommen$cos(45+23.5) = 0.367$des äquatorialen Sonnenlichts. Der Winkel zu jedem Stern in unserem Koordinatensystem wird berechnet aus$\text{arctan}(\frac{y}{x})$wobei x und y die Koordinatenentfernungen vom Stern sind. Der Kosinus des Winkels zur Sonne im Bogenmaß, der der Anteil der axialen Neigung ist, die der Planet derzeit erfährt, kann ausgedrückt werden als:

 def angle_1(coord):
    x, y = coord
    if x + sqrt(2) < 0:
        return -1* cos(atan(y/(x+sqrt(2))))
    return cos(atan(y/(x+sqrt(2))))

Wir multiplizieren das mit der axialen Neigung, addieren es zum Breitengrad und berechnen die Hinzufügung oder Verringerung der Lichtenergie je nach Jahreszeit.

Hier sind also zwei Grafiken, die zeigen, wie die Jahreszeiten funktionieren werden. Die erste Grafik ist für den Äquator unseres Planeten im Vergleich zur Erde. Die schwarze Linie ist die von diesem Planeten aufgenommene Gesamtenergie (die Erde wäre bei Eins nur eine gerade Linie, wenn man von einer perfekt kreisförmigen Umlaufbahn ausgeht), rot ist die relative Sonneneinstrahlung am Äquator dieses Planeten und grün ist die relative Sonneneinstrahlung an unserem Äquator.

Der zweite Graph ist derselbe, mit Ausnahme eines Punktes bei 45 Grad N. Schwarz ist also derselbe wie oben, Rot ist die Sonneneinstrahlung des anderen Planeten und Grün ist die Sonneneinstrahlung der Erde.

Und denken Sie daran, ich habe diesen Planeten so bemessen, dass sein Tag so lang ist wie ein Tag auf der Erde. Wenn Sie zum Beispiel das Jahr auf die 1342 Erdentage für die Geschwindigkeitsanpassung einstellen, dann würde der erste Rotbuckelsommer für den anderen Planeten so lange dauern wie ein Sommer hier auf der Erde.

Nun, ich hoffe, das ist das, wonach Sie gesucht haben; Ich habe den gesamten Code gespeichert, wenn Sie möchten, dass ich mehr davon poste oder eine Grafik für einen anderen Breitengrad aufwerfe.

Bearbeiten:

Wie hier verlangt, ist ein 45-Grad-N-Profil für ein 750-Tage-Jahr im Vergleich zu dem, was die Erde in diesem Zeitraum von ungefähr 2 Jahren tun würde.

Soweit die maximale Sonneneinstrahlung; Der Höchstwert für den Sommer der Erde beträgt 0,917, was 91,7 % der maximalen Sonneneinstrahlung am Äquator entspricht. Für unseren mysteriösen Planeten ist die Zahl 0,830; Dies ist um einen Faktor von 0,905 verschoben, was, wie Sie sich vielleicht erinnern, der Skalierungsfaktor ist, um den wir diese anderen Sonnen reduzieren mussten, um eine erdähnliche ganzjährige Sonneneinstrahlung zu erhalten. Das macht also Sinn. Auf der Winterseite sind die Zahlen jedoch 0,366 für die Erde und 0,354 für den anderen Planeten. Diese sollten das gleiche Verhältnis von 0,905 aufweisen. Ich weiß nicht, ob dies ein Fehler im Code ist oder nur etwas, das ich nicht verstehe, aber ich werde es mir ansehen.

Übrigens ist der dunkelste Winter bei 45 N nicht, während sich der Planet zwischen den beiden Sternen befindet. Dies ist die kühlste Zeit am Äquator, das Sonnenlicht sinkt auf etwa 80 % des Maximums; das ist wie Mai oder Juli in den mittleren Breiten. Aber bei 45 N sind Sie ungefähr gleich weit von den beiden Sternen entfernt und erhalten immer "Sommer" von einem der beiden. Das mildert also die Wintertauglichkeit. Der dunkelste Winter ist, wenn Sie von beiden Sonnen ganz links im Orbitdiagramm weggeneigt sind.

Der größte Schock wäre die Periode in der Mitte der Zahl Acht, in der es auf dem gesamten Planeten Winter geben würde – oder etwas in der Nähe davon.

Ich nenne den Planeten Bob.

Abhängig von der Neigung der Planetenachse wären die Jahreszeiten ziemlich seltsam. Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass die Zeit, die dieser Planet brauchen würde, um eine dieser Sonnen zu umrunden, 1 Erdenjahr beträgt. Ein Bob-Jahr wäre also etwas mehr als 2 Erdjahre. Während des größten Teils des ersten Erdjahres würden die Jahreszeiten auf der linken und rechten Schleife der Umlaufbahn genau wie die der Erde sein. Aber wenn Bob von einer kreisförmigen Umlaufbahn abweicht, würde der Sommer immer kälter werden. In der Mitte der Abbildung 8 befindet sich Bob praktisch in einem ewigen Winterzustand auf der ganzen Oberfläche des Planeten. Und ja, es würde keine Nacht geben. Unter der Annahme, dass Bob von beiden Sonnen gleich weit entfernt ist, würde an einem Tag im Jahr eine Sonne so untergehen, wie die andere aufging. An allen anderen Tagen würde es nur ein bisschen völlige Dunkelheit geben. Aber das würde nicht lange dauern.

Lassen Sie uns Bob in 2 Hemisphären aufteilen – den Norden [mit Blick auf die Menschen, die das Bild betrachten] und den Süden. Nehmen wir an, die Nordhalbkugel ist nach rechts geneigt, wenn Sie das Bild betrachten. Beginnend am äußersten linken Punkt der Umlaufbahn folgt der Norden diesem Muster:

1. Sommer!
2. Herbst!
3. Winter! Wenn die Tage von der linken Sonne kürzer werden, beginnt die rechte Sonne am Himmel zu erscheinen.
4. Mehr Winter! Wenn die Tage länger werden, beginnt die Linke Sonne zu verschwinden und wird nur noch zu einem hellen Stern (je nachdem, wie weit die Sonnen der Stadt entfernt sind).
5. Feder!
6. Sommer!
7. Herbst!
8. Winter!
9. Feder!
10. Ein bisschen Sommer, dann ein schneller Herbst, dann der ganztägige Zwei-Sonnen-Epos-Winter.
11. Feder!

Und der Süden würde dem gleichen Muster folgen, beginnend mit der Nummer 8 des Nordens.

Nun, die Faust auf dem Planeten wäre fast vollständig hell, wenn im Zentrum der beiden Sonnen (etwa 2/8 des Planeten wären in einen sonnenuntergangsähnlichen Zustand getaucht) einige Pflanzen anders wären als die, die wir auf der Erde sehen, weil Die meisten Pflanzen auf der Erde haben sich so entwickelt, dass sie den Nachtzyklus in den Tag der Pflanzen integrieren, aber Sie müssten auch die Zeiten mit halbem Sonnenlicht einbeziehen. und es würde aufgrund des Mangels an Nachtzeit einen Unterschied zum Tierleben geben. Wir hätten viel mehr nicht nachtaktive Tiere, und die menschliche Ernährung wäre wahrscheinlich davon betroffen. Zusammenfassend würde sich das Ökosystem aufgrund der Veränderung der Lichtverteilung in der Welt drastisch verändern, zum Guten oder zum Schlechten, das liegt bei Ihnen.