Kann ein Doppelstern einen Planeten optisch „umkreisen“?

Ich habe mir einen Science-Fiction-Anime aus der Mitte der 70er angesehen. Darin war ein Stern zu sehen, der einen Planeten umkreiste. Da dies unmöglich schien und ich noch nie davon gehört hatte, habe ich im Internet nachgeschaut, ob dies in einer sehr unwahrscheinlichen Situation oder theoretisch möglich wäre.

Auf eine ähnliche Frage auf Quora lautete nach vielen Nein-Nein-Nein-Nein-Antworten von Astronomen/Astrophysikern, einige davon mit sehr detaillierten Modellen und Theorien mit unterschiedlichen Szenarien und Gleichungen, eine Antwort,

Absolut.

Wenn zwei Sterne gleicher Masse einander im Gleichgewicht umkreisen würden, könnte man einen Planeten beliebiger Größe in den Schwerpunkt der beiden Sterne werfen. Dann hätte man optisch nicht nur einen, sondern zwei Sterne, die einen Planeten umkreisen. Der Planet wäre zu jedem Zeitpunkt gleich weit von den beiden Sternen entfernt und würde eine identische Anziehungskraft in zwei diametral entgegengesetzte Richtungen erfahren und daher niemals vom Baryzentrum abweichen. Dieses System wäre jedoch nicht in einem stabilen Gleichgewicht, und ein vorbeifliegendes Himmelsobjekt beliebiger Masse könnte dieses System stören. Daher ist dies wahrscheinlich etwas, das wahrscheinlich nicht beobachtet werden kann.

Ist das möglich?

Ich bin kein Astrophysiker, daher kann ich Ihnen mit Mathematik keine richtige Antwort geben, daher dies als Kommentar. Ich wette, dass die Antworten, die Sie hier erhalten würden, in etwa so lauten werden wie „das ist zu instabil, um für einen bestimmten Zeitraum zu bestehen. Selbst die kleinste Störung würde den Planeten schließlich in einen der Sterne oder von beiden weg schicken von ihnen". Ich wette, Ihre zitierte Antwort ist aus rein mathematischer Sicht, aus der Sicht unnötiger Variablen zu ignorieren, nicht aus der Sicht, dass dies wirklich passieren kann. Passend dazu finden Sie diesen Artikel interessant: spaceplace.nasa.gov/barycenter/en
Interessante Frage, wie @Cody sagt, die Antwort liegt wahrscheinlich in einem mathematischen Modell des 3-Körper-Problems, wie stabil eine solche Umlaufbahn wäre.
Aber soweit ich weiß, gibt es hier Astrophysik, könnte das jemand beantworten oder ist es zu schwierig? Ich frage ehrlich, weil ich keine Ahnung habe, es könnte sehr einfach zu berechnen sein oder nicht, da ich nicht das Wissen habe, das ich nicht sagen kann
Codi hat Recht. Dazu muss man kein Astrophysiker sein. Ein grundlegendes Verständnis von Umlaufbahnen wird Ihnen sagen, dass zwei große Körper, die einen dritten kleineren umkreisen, nicht stabil sind, weil der zentrale Körper verrutschen würde und es keine Kraft gibt, die ihn in der Mitte hält, aber sobald er nicht mehr in der Mitte ist, müssten Kräfte geworfen werden es über. Wie ein Bleistift, der auf seiner Spitze im Wind balanciert. Es ist nicht stabil. (Wenn jemand mit Bildern und Sattelpunkten antworten möchte, zögern Sie nicht), aber diese spezielle Lösung ist clever, unrealistisch und vorübergehend.
Gibt es eine Möglichkeit zu berechnen, wie viel Zeit in diesem instabilen Zustand verbracht werden könnte? Denn instabil in Bezug auf Sterne könnte viele Jahre sein
Nicht wirklich, und die Antwort könnte wahrscheinlich zwischen 5 Minuten und 100.000 Jahren liegen. Es gibt zu viele Unbekannte und zu viele Variablen, um so etwas mit Sicherheit sagen zu können. Um die Analogie von userLTK zu verwenden, könnten Sie einen Bleistift genau auf seine Spitze stellen, aber wer kann sagen, wie lange es dauern wird, bis er fällt? Können Sie alle leichten Erdstöße oder leichten Windböen erklären? Außerdem gibt es aufgrund bekannter Entstehungsprozesse keinen natürlichen Weg, auf dem sich ein solches System jemals gebildet haben könnte. Es müsste gezielt so gestaltet werden und wer macht das?
Die letzte Frage, die ich gestellt habe, betraf "Rogue Stars". Ich glaube, es gibt eine Theorie, die ich irgendwo gelesen habe, dass sie bei bestimmten Ereignissen von Galaxien weggeworfen werden. Kann ein Planet nicht durch ein Ereignis weggeschleudert und später von einem Doppelstern eingefangen werden? (sehr unwahrscheinlich, aber angesichts der Größe des bekannten Universums wird das nicht weniger unwahrscheinlich?)
@sephyr es wäre cool zu wissen, welche Kräfte erforderlich wären, um ein solches System zu stören, um zu wissen, ob das Beispiel des Bleistifts gut ist oder nicht
@Pablo, das sollte wahrscheinlich eine separate Frage sein, aber Planeten können herumgeschleudert, von einem Stern verloren und von einem anderen eingefangen werden. Jedes System aus 3 oder mehr Körpern ermöglicht sowohl das Vertreiben (Schurke) als auch das Fangen. Das Einfangen von Schurkenplaneten ist weniger häufig und Schurkenplaneten sind wahrscheinlich ziemlich häufig, aber das Einfangen von Schurkenplaneten und Sternen, die Planeten von anderen Sternen stehlen, kann passieren, wenn sie nahe genug vorbeikommen.
Siehe auch : Scholarpedia.org/article/Sitnikov_problem Cooles GIF und dann viel Mathe ...

Antworten (1)

Planeten umkreisen keine Sterne. Sterne umkreisen keine Planeten.

Wenn zwei Körper durch die Schwerkraft gebunden sind, umkreisen sie beide ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Zum Beispiel umkreisen sowohl die Erde als auch der Mond ihr gemeinsames Massenzentrum – aber das ist eigentlich ziemlich nahe am Erdmittelpunkt, also scheint es, als würde der Mond die Erde umkreisen.

Wenn ein Stern einen Planeten zu umkreisen scheint, würde das bedeuten, dass der Planet viel schwerer ist als der Stern. Soweit wir wissen, ist das unmöglich. Ihr gemeinsamer Massenschwerpunkt wäre viel näher am Stern, also scheint es, als ob der Planet den Stern wie üblich umkreist.

Wenn Sie zwei Sterne haben, die sich sehr eng umkreisen (eigentlich um ihren gemeinsamen Massenmittelpunkt), dann könnten Sie einen Planeten haben, der um beide kreist. Wenn der Planet zu eng umkreist, wäre seine Umlaufbahn nicht stabil.

Aber wenn die Umlaufbahn des Planeten weit genug von dem Sternenpaar entfernt ist, könnte die Umlaufbahn sehr lange stabil sein. Der Mindestabstand beträgt mindestens 2x ... 4x den Abstand zwischen Sternen, idealerweise viel größer. Wir haben solche Planeten entdeckt. Kepler-47c ist ein Gasriese in der zirkumbinären bewohnbaren Zone des Kepler-47-Systems.

Diese Wiki-Seite enthält weitere Details:

https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_binary_star_systems

BEARBEITEN: Wenn Sie einen eng verbundenen Doppelstern mit einem Planeten direkt dazwischen im Schwerpunkt der beiden Sterne haben, ist das kein stabiles System. Jede leichte Störung würde den Planeten dort herausziehen, und dann würde die Nettokraft ihn weiter herausziehen. Es würde schließlich in einen der Sterne fallen. Es ist nicht selbststabilisierend.

Ich kann mir nicht einmal einen denkbaren Mechanismus vorstellen, der den Planeten von Anfang an dorthin bringen würde.

Ja, deshalb habe ich bei der Frage die Anführungszeichen zum Wort Orbit hinzugefügt. Aber du verstehst die Bedeutung. Aber ich denke, Sie haben nicht geantwortet, ob es möglich ist, dass sich ein Planet im Schwerpunkt der 2 Sterne befindet.
@Pablo - Ich verstehe jetzt, was du meinst. Ich habe am Ende der Antwort eine Bearbeitung vorgenommen.
Ich lasse die Frage noch eine Weile offen. Wenn niemand eine mathematische Erklärung dafür hat, wie gering eine Störungskraft sein müsste, um einen Planeten dort herauszuschleudern (von dem sich niemand ausmalt, wie er dort hingekommen sein könnte), akzeptiere ich Ihre Antwort.
Es ist fast keine Mathematik erforderlich. Planet befindet sich im Schwerpunkt: Nettokraft ist Null. Der Planet ist leicht außerhalb des Schwerpunkts (nur zufällige Schwankungen würden dies tun), die Nettokraft ist vom Schwerpunkt weg und auf den näheren Stern zu (weil der Stern, der näher ist, jetzt eine größere Kraft ausübt als der andere Stern). Das ist das Problem. Die auf den Planeten wirkende Nettokraft zeigt nie auf den Schwerpunkt, sie zeigt davon weg. Es kehrt also nie wieder ins Gleichgewicht zurück, sondern läuft davon weg. Der Planet ist wie eine Bowlingkugel, die auf einer runden Kuppel sitzt – schließlich wird die kleinste Brise ihn bergab treiben.
@FlorinAndrei natürlich ist Mathe gefragt! Dies ist ein dynamisches Problem mit drei Körpern. Ihre Schlussfolgerung mag richtig sein, aber Ihre Erklärung ist nicht QED. Sie müssen vorsichtig sein, wenn Sie Analogien einer einfachen potenziellen Oberfläche verwenden, die bergab verläuft. Dies scheitert bekanntermaßen, wenn Leute versuchen zu erklären, warum Umlaufbahnen in der Nähe der dreieckigen CR3BP-Lagrange-Punkte L4 und L5 stabil sind, obwohl die vereinfacht gezeichnete Potentialenergiefläche konvex ist. Das Problem ist, dass das Pseudopotential im rotierenden Rahmen geschwindigkeitsabhängige Terme enthält und einige Leute diese vor dem Plotten auf Null setzen.
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