Bevor wir beginnen, dieses System wurde von Außerirdischen erschaffen, und alle Umlaufbahnen befinden sich auf derselben Ebene. Diese Umlaufbahnen haben eine ähnliche Form wie die der Erde. Also muss nichts davon auf natürliche Weise geschehen, es muss nur für einen Zeitraum stabil sein, der ungefähr so lange dauert, wie unser Sonnensystem besteht. (Und ich weiß, dass die Sonne nicht so lange leben wird.)
Erstens ist die Sonne so groß wie unsere und in jeder Hinsicht identisch. Es gibt einen marsgroßen Planeten direkt innerhalb der bewohnbaren Zone dieses Sterns. Am äußeren Rand der bewohnbaren Zone befindet sich ein binäres Paar von Erdklonen, die sich in einer Entfernung von 3 Millionen Meilen umkreisen. Direkt zwischen dem Doppelplanetenpaar und dem marsähnlichen Planeten befindet sich ein zweites Doppelplanetenpaar, identisch mit denen am Rand der habitablen Zone.
Wäre dieses System stabil? Wären die Planeten in den Doppelsternpaaren zu weit voneinander entfernt? Würden die verschiedenen Körper im Sonnensystem ihre Umlaufbahnen gegenseitig verwüsten? Würde das Leben, wie wir es kennen, aufhören zu existieren?
Sie können dies in zwei Probleme unterteilen:
Behandeln Sie die Doppelplaneten als einen einzigen Planeten mit der kombinierten Masse beider und prüfen Sie, ob die Planetenkonfiguration stabil ist - was wahrscheinlich nur über die Zeitspanne zutrifft, von der Sie sprechen, wenn keine äußeren Ereignisse einen der Planeten stören in Ihrem System. Unser eigenes Sonnensystem ist wahrscheinlich erst seit etwa 100 Millionen Jahren stabil - der letzte große Einschlag auf der Erde war vor 65 mya, aber davor gab es (soweit wir wissen) schon eine ganze Weile keinen Einschlag mehr. Bis in die Neuzeit hinein gab es Einschläge auf anderen Planeten. (Shoemaker-Levi auf Jupiter zum Beispiel).
Wenn Ihre Aliens nicht alle Asteroiden und Kometen entfernen, die ein stabiles Sonnensystem über die von Ihnen erwartete Zeitspanne haben, wäre es praktisch unmöglich.
Werden die Binärpaare auf einer grundlegenderen Ebene ihre Nachbarn genug beeinflussen, um ihre Umlaufbahnen zu stören, nur weil sie existieren? Es wird geschätzt, dass die bewohnbare Zone der Sonne von knapp innerhalb der Umlaufbahn der Venus bis um die Umlaufbahn von Ceres ( Quelle ) reicht, also scheint es, als hätten Sie hier genug Platz zum Spielen, um Ihre drei Planetensätze dort zu haben, wo Sie sie haben möchten.
Sind die binären Paare stabil? Sind sie zu nah beieinander, um damit anzufangen? Angesichts der Tatsache, dass der Mond 384.400 km von der Erde entfernt und 1/6 so groß ist, scheinen 4,82 Millionen km etwas weit voneinander entfernt zu sein. Sie erhöhen den Abstand um das 12-fache, sodass dies die 6-fache Zunahme der Masse überwiegt. Die Planeten sind möglicherweise nicht nahe genug, um langfristig zusammen zu bleiben.
Die Planeten driften im Laufe der Zeit auf die gleiche Weise auseinander, wie der Mond von der Erde wegdriftet. Sie müssen also für die "Lebensdauer" Ihres Systems nahe genug beieinander sein. Außerdem werden sie durch die Gezeiten miteinander verbunden, so dass sie am Ende einander ein Gesicht zeigen, so wie der Mond der Erde immer dasselbe Gesicht zeigt.
Außerdem sind genau kreisförmige Umlaufbahnen wahrscheinlich seltener und weniger stabil als leicht elliptische Umlaufbahnen, daher würde ich diese Anforderung fallen lassen.
Die Frage, ob ein gegebenes Himmelssystem aus sechs Körpern in einer gegebenen Konfiguration stabil ist, ist eine Forschungsfrage im Untergebiet der Mathematik, das als dynamische Systeme bezeichnet wird. Wenn ich Ihre Frage mit Hilfe mathematischer Beweise genau beantworten könnte, könnte ich wahrscheinlich ein paar wissenschaftliche Arbeiten auf der Grundlage meiner Arbeit veröffentlichen. Vielleicht sogar ein Buch. Aber ich kann Ihnen sagen, was die Antwort wahrscheinlich wäre: Nein.
Der Grund dafür ist, dass die Gravitationsdynamik ein chaotisches System ist. Dies bedeutet, dass kleine Änderungen der Anfangsbedingungen des Systems zu großen Änderungen des Ergebnisses führen. Jedes System mit mehr als zwei Körpern ist chaotisch. Sogar unser eigenes Sonnensystem ist chaotisch; siehe diese Seite. In der Spanne eines Menschenlebens oder sogar der Spanne der gesamten Menschheit sieht es so aus, als würde sich unser Sonnensystem nicht verändern. Die Planeten behalten ihre jeweiligen Umlaufbahnen bei, und es scheint, dass sie dies für immer tun werden. Aber in Wirklichkeit ist diese Zeitspanne winzig im Vergleich zum Alter des Sonnensystems und noch winziger im Vergleich zu einer Billion Jahre. Selbst mit den genauesten Messungen und sorgfältigen Berechnungen können wir nicht vorhersagen, wie das Sonnensystem aussehen wird, nicht einmal eine Milliarde Jahre in der Zukunft, 0,1 % Ihrer Zeitspanne. Es ist fast unmöglich, eine stabile Umlaufbahn mit drei Körpern zu finden, und mit sechs Körpern noch schwieriger. Selbst wenn Ihr System stabil ist, würde die kleinste Änderung (wie ein Stern, der sich innerhalb weniger Lichtjahre an dem System vorbeibewegt) die Stabilität auf der Zeitskala von Billionen Jahren beeinträchtigen.
BEARBEITEN: Da Sie die Zeitskala des Problems geändert haben, werde ich meine Antwort erweitern, die immer noch nein ist. Unser eigenes Sonnensystem ist nicht stabil, und deshalb bezweifle ich, dass Ihr etwas komplizierteres System stabil wäre. Abgesehen davon ist ein stabiles Orbitalsystem eine sehr strenge und streng definierte Bedingung und ist nicht das, was die meisten Leute meinen, wenn sie stabil sagen. Wenn Sie meinen, "die Beschreibung der Umlaufbahnen, die ich gegeben habe, bleibt für mehrere Milliarden Jahre gültig", ist dies eine viel weniger strenge Bedingung, die die Antwort auf "wahrscheinlich nicht" ändert. Mehrere Milliarden Jahre sind noch eine lange Zeit. Die Lyapunov-Zeit ist die Zeitskala, auf der sich ein System vorhersagbar verhält. Die Lyapunov-Zeit für unser Sonnensystem beträgt etwa 50 Millionen Jahre. Das bedeutet, dass wir absolut keine Ahnung haben, wie unser Sonnensystem in 50 Millionen Jahren aussehen wird. Und es gibt keinen Grund zu erwarten, dass es so aussehen wird wie jetzt. Ihr System hat wahrscheinlich eine ähnliche Lyapunov-Zeit, also wird es, obwohl es für ein paar Millionen Jahre gut sein kann, wahrscheinlich in Chaos übergehen, lange bevor Sie die Milliarden-Jahres-Marke erreichen.
Dieser Aufbau ist in Bezug auf die Umlaufbahnen um den Stern absolut stabil. Die bewohnbare Zone selbst (die nicht sehr gut definiert ist) erstreckt sich zwischen ungefähr 0,9 und irgendwo zwischen 1,5-2,5 AE. Der Planetenabstand wird durch den sogenannten Hill-Radius bestimmt: RH = a (mp/Mstar)^1/3, wobei a der Bahnradius, mp die Planetenmasse und Mstar die Masse des Sterns ist. Planetenumlaufbahnen müssen mindestens ~8-10 RH voneinander entfernt sein, um stabil zu sein. Das bedeutet, dass Sie ungefähr 6-8 stabile Umlaufbahnen von Planeten mit Erdmasse in der bewohnbaren Zone unterbringen können. Für Ihr Setup mit 3 Umlaufbahnen ist es also perfekt stabil.
Der binäre Planet ist nicht stabil. Doppelplaneten sind im Allgemeinen absolut stabil (siehe Beispiele Erde-Mond, PLuto-Charon). Aber ihre Bahnen müssen nahe genug sein, um nicht auseinandergerissen zu werden. Das Kriterium für Stabilität ist, dass ihre Umlaufbahnen kleiner als etwa die Hälfte des Hill-Radius sein müssen (für prograde Umlaufbahnen; er ist größer für retrograde). Der Radius des Erdhügels beträgt etwa 0,01 AE. Ihre binären Erden sind etwas weiter draußen, sagen wir bei etwa 2 AE. Das bedeutet, dass RH 0,02 AU beträgt. 3 Millionen Meilen sind jedoch ungefähr 0,03 AU. Sie müssen diesen Abstand um den Faktor 3 oder mehr verringern, um ihn stabil zu halten – es sei denn, Sie möchten eine rückläufige Umlaufbahn für die Doppelplaneten herbeiführen, in diesem Fall müssen Sie den Abstand nur halbieren.
FYI, ich bin Astrophysiker und studiere orbitale Dynamik. Auch dieses Thema habe ich ausführlich in meinem Blog behandelt. Hier ein paar relevante Beiträge:
Monde/binäre Erden: https://planetplanet.net/2014/05/22/building-the-ultimate-solar-system-part-4-two-ninja-moves-moons-and-co-orbital-planets/
Teile zusammensetzen, um so viele Planeten wie möglich in die
bewohnbare Zone zu integrieren:
https://planetplanet.net/2014/05/23/building-the-ultimate-solar-system-part-5-putting-the-pieces-together /
HDE226868
Xandar Der Zenon