Nicht möglich für erdähnliche Planeten

Die Roche-Grenze ist die Entfernung, innerhalb derer ein Satellit, der durch seine eigene Schwerkraft zusammengehalten wird, durch die unterschiedliche Gravitationskraft des Planeten, den er umkreist, aufgebrochen wird.

Die Gleichung dafür lautet

$$d = 1.26R_{m}\left(\frac{M_M}{M_m}\right)^{1/3}$$ wo $R_m$ist der Radius des Satelliten, $M_M$ist die Masse des Planeten, und $M_m$ist die Masse des Satelliten. (Beachten Sie, dass dies die Roche-Grenze für starre Körper ist; Sie könnten stattdessen die Näherung für den flüssigen Körper verwenden, um einen Faktor von 2,46 zu erhalten. Die Schlussfolgerungen sind für beide gleich.)

Wenn Ihr Planet und Ihr Satellit denselben Radius und dieselbe Masse haben, beträgt die Roche-Grenze das 1,26-fache des Radius von beiden. Das bedeutet, dass sich die Atmosphäre jedes der beiden Planeten um 13 % des Planetenradius nach oben erstrecken muss, damit die Atmosphären verschmelzen.

Für die Erde sind 13 % des Radius 828 km. Die Höhe der Atmosphäre hängt davon ab, welchen Teil Sie messen: Die Troposphäre der Erde (der Teil mit den meisten Wolken und Wetter) erstreckt sich nur bis zu etwa 20 km, die Stratosphäre bis zu 50 km und die Mesosphäre bis zu 85 km. Auf jeden Fall befindet sich die Internationale Raumstation in einer Entfernung von etwa 300-400 km, sodass die Atmosphäre mit Sicherheit deutlich unter 828 km stoppt.

Im Fall von zwei Erden oder erdähnlichen Planeten würden die Planeten also dazu führen, dass sie sich unter der Schwerkraft auflösen, bevor sie Atmosphären teilen.

Möglich für Titan - für sehr kurze Zeit

Titans atmosphärische Schichten sind 40 km Troposphäre, 300 km Stratosphäre und 500-600 km Mesosphäre. Titans Atmosphäre ist dicker und seine Schwerkraft ist geringer, was es der Atmosphäre ermöglicht, sich höher auszudehnen. 13 % von Titans Radius beträgt 334 km, also ist es möglich, dass zwei Titanen einander umkreisen, während ihre Stratosphären verschmelzen.

Das würde jedoch nicht lange anhalten. Der Luftwiderstand, den die Atmosphären gegenseitig verursachen würden, würde schnell dazu führen, dass die beiden Objekte ihre orbitale kinetische Energie verlieren, was dazu führen würde, dass sie sich beim Umlaufen aufeinander zu bewegen. Und da diese Objekte anfangs nur eine Roche-Grenze voneinander entfernt sind, müssen sie nicht viel Abstand verlieren, bevor sie sich wieder gegenseitig in Stücke reißen.

Selbst wenn Sie also zwei Planeten mit atmosphärischen Dicken, Massen und Radien entworfen haben, damit sie sich außerhalb der Roche-Grenze umkreisen können, während sie Atmosphären teilen , wird der Akt des Teilens von Atmosphären genug Luftwiderstand verursachen, um die Planeten dazu zu bringen, sich gegenseitig zu zerstören.

Zusammenfassend können also zwei Planeten keine Atmosphären teilen, während Sie vorhaben, echte Wissenschaft einzusetzen.

Die Roche-Grenze ist die Mindestentfernung, die ein gravitativ gebundenes Objekt ein anderes umkreisen kann, ohne von den Gezeitenkräften auseinandergezogen zu werden.

Für die Erde und flüssige Satelliten wird die folgende Näherungsgleichung für die Roche-Grenze verwendet:

$$d \approx 2.44 R \left ( \frac{\rho_m}{\rho_M}\right )^{1/3}$$

Bei zwei Erden wäre dies aufgrund der gleichen Dichte das 2,44-fache des Erdradius oder etwa 12,6 Millionen Meter. Als nächstes möchte man die Entfernung berechnen, in der es eine atmosphärische Teilung geben würde. Man müsste den Radius finden, bei dem es eine Äquipotentialfläche gibt, die eine Atmosphäre mit einer anderen verbindet.

Aber das werde ich ignorieren. Dies liegt daran, dass jede atmosphärische Teilung große Mengen an Reibung erzeugen wird, die die Umlaufgeschwindigkeit beeinträchtigen würde. Dies würde die Energie in der Umlaufbahn verringern und dann zu einer Innenspirale führen, die dann dazu führt, dass die beiden Planeten kollidieren und sich selbst zerstören.

Wenn Sie jedoch ein Doppelplanetensystem wollen, müssen sie mindestens 12,6 Millionen Meter voneinander entfernt sein. Wenn Sie jedoch ein stabiles System wünschen, ist weiter besser, da die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass etwas schief geht und eine In-Spirale verursacht.

Sicher, sie können eine Atmosphäre teilen ... für einige helle, schmerzhafte Sekunden, während sie kollidieren und sich in eine Wolke aus Staub und Steinen verwandeln.

Aber um sie nahe genug beieinander zu haben, dass sich ihre Atmosphären überlappen und nicht zusammenstoßen, müssten sie sich so schnell um einen extrem dichten Mittelpunkt drehen, dass die Rotationskraft sie auseinanderreißen würde, und dann sind Sie leider gleich wieder da deine Wolke aus Staub und Steinen.