Könnte es ein instabiles System aus mehreren Himmelskörpern geben?

Wie @Will sagte, könnte es sich lohnen, es zu kolonisieren, wenn es kurzfristig stabil ist. Selbst wenn es nur sehr kurzfristig ist, könnten die Planeten Abbaugebiete sein (obwohl Sie, wenn Sie dieses System erreichen können, wahrscheinlich bessere langfristige Abbaustätten finden können).

Kann ein solches System überhaupt existieren? Aktuelle Theorien sagen: ja.

Wir glauben derzeit, dass alle Sternensysteme zu Beginn instabil sind und dass Planeten ständig enge Begegnungen haben, die Kollisionen verursachen, wobei der Planet bis zu dem Punkt verlangsamt wird, an dem er in die Sonne fällt, oder bis zu dem Punkt beschleunigt wird, an dem er das System verlässt. Schließlich werden nur die Objekte in stabilen Umlaufbahnen übrig bleiben. Zumindest glauben sie, dass unser System so generiert wurde.

Sie haben auch Gasriesen in engen Umlaufbahnen ihrer Sterne gefunden . Da sie sich nicht so nah am Stern bilden können, müssen sie aus einer weiter entfernten Umlaufbahn eingedriftet sein. Sie driften vielleicht immer noch auf den Stern zu, aber das können wir noch nicht sagen.

Nur weil unser System größtenteils (von Jupiter) bereinigt wurde, bedeutet das nicht, dass alle (oder die meisten) anderen Systeme bereinigt wurden. Das Hauptproblem ist, dass instabile Systeme nicht von Dauer sind.

Die meisten N-Körper-Systeme sind chaotisch, was bedeutet, dass sie sehr empfindlich auf Anfangsbedingungen reagieren. Beginnen Sie die Planeten, sich nur einen Bruchteil eines Zentimeters von der "richtigen" Platzierung wegzubewegen, und sie nehmen einen ganz anderen Weg. Das macht es sehr schwierig, eine Frage nach der „maximalen Zeit“ zu beantworten, weil die chaotischen Systeme, nun ja, chaotisch sind. Es ist schwer zu sagen, ob Sie sich direkt neben einer Umlaufbahn befinden, die hundert Millionen Jahre dauern wird, oder eine, die schnell zerfällt.

Potenziell interessant sind die Quasi-Bahnen, die in der Nähe von instabilen Lagrange-Punkten erscheinen .

Obwohl die Punkte L1, L2 und L3 nominell instabil sind, gibt es (instabile) periodische Umlaufbahnen, die "Halo"-Umlaufbahnen genannt werden, um diese Punkte in einem Drei-Körper-System. Ein vollständiges dynamisches n-Körper-System wie das Sonnensystem enthält diese periodischen Umlaufbahnen nicht, aber quasi-periodische (dh begrenzte, aber nicht genau sich wiederholende) Umlaufbahnen, die Lissajous-Kurven-Trajektorien folgen. Diese quasi-periodischen Lissajous-Umlaufbahnen sind das, was die meisten Lagrange-Punkt-Weltraummissionen bisher verwendet haben. Obwohl sie nicht perfekt stabil sind, hält ein bescheidener Versuch, die Position zu halten, ein Raumschiff für lange Zeit in einer gewünschten Lissajous-Umlaufbahn.

Wir sprechen von Marskolonien, aber der größere der Marsmonde, Phobos, befindet sich bekanntermaßen in einer instabilen Umlaufbahn.

von https://www.space.com/20346-phobos-moon.html

Aber Phobos wird nicht ewig um den Mars flitzen. Der dem Untergang geweihte Mond dreht sich spiralförmig mit einer Geschwindigkeit von 1,8 Zentimetern (sieben Zehntel Zoll) pro Jahr oder 1,8 Meter (etwa 6 Fuß) pro Jahrhundert nach innen. Innerhalb von 50 Millionen Jahren wird der Mond entweder mit seinem Mutterplaneten kollidieren oder in Trümmer gerissen und als Ring um den Mars verstreut werden.

Eine Mondlandung auf dir wäre störend. Aber der prognostizierte Absturz liegt weit genug in der Zukunft, dass kurz- bis mittelfristige Pläne realisierbar erscheinen.

Also mit deinem System. Ein instabiles System wie diese dummen Universe Sandbox YouTube-Videos ( Beispiel ) wäre ein schlechter Ort zum Kolonisieren, weil alles explodiert. Ein System mit Instabilität über Millionen von Jahren wäre ein besserer Ort.

Aber in Bezug auf eine Geschichte ist dies ein gutes Schema: Kurzfristige Instabilität wird Energie in die Geschichte einfließen lassen, insbesondere wenn die Instabilität auf unerwartete Weise im Verlauf des Handlungsbogens wieder aufgegriffen werden kann. Die Möglichkeit einer drohenden Katastrophe injiziert Energie. Ich bin nicht begeistert davon, ein paar Gewächshäuser zu bauen und Babys auf einem Planeten ohne gesicherte kurzfristige Zukunft zu bekommen. Ich wäre definitiv bereit für die rasende Suche nach außerirdischen Artefakten auf einem dem Untergang geweihten Planeten. Ich hole Hut und Peitsche. Beobachten Sie die Tunnelmündung, während ich dort unten bin - andere Leute könnten die gleiche Idee gehabt haben.

Dies ist eine interessante Frage, und es gibt einige Feinheiten bei der Beantwortung. Es gibt 2 wichtige Zeitskalen für Ihr instabiles System: die Zeit bis zum Einsetzen der Instabilität und die Dauer der Instabilität.

Die Zeit bis zur Instabilität kann variieren – es gibt Trends in N-Körper-Simulationen (im Grunde genommen werden die Planeten umso schneller instabil, je näher die anfänglichen Umlaufbahnen Ihrer Planeten sind) – aber kein absolutes Gesetz. Außerdem sind diese N-Körper-Simulationen ziemlich idealisiert, und es ist leicht, sich Systeme vorzustellen, in denen Planeten erst nach einer erheblichen Verzögerung instabil werden (z. B. Top-Film auf dieser Seite ). Die Zeit vor der Instabilität ist ziemlich langweilig. Technisch gesehen erkunden die Umlaufbahnen der Planeten den verfügbaren Parameterraum, aber das meiste davon läuft darauf hinaus, auf ungefähr kreisförmigen, gut erzogenen Umlaufbahnen zu bleiben.

Instabilitäten selbst können ziemlich dramatisch sein. Riesige Planeten neigen dazu, sich gegenseitig in den interstellaren Raum zu schleudern und dabei exzentrische Umlaufbahnen zu hinterlassen (siehe https://www.youtube.com/watch?v=dCRdEFU_lIo ), während terrestrische Planeten mit größerer Wahrscheinlichkeit kollidieren. Es gibt andere Ergebnisse, die von katastrophal (Riesenkollision zwischen Planeten oder einer trifft den Stern), mühsam (in den interstellaren Raum geschleudert werden, um als frei schwebender Planet zu überleben; siehe hier ) oder nicht so schlimm (Vermeidung von Kollisionen) reichen können und Probleme mit der Gezeitendehnung nur bei engen Begegnungen und einer exzentrischen Umlaufbahn).

Die Zeit während der Instabilität umfasst Perioden, in denen die Umlaufbahn fixiert ist, unterbrochen von sehr dramatischen engen Gravitationsbegegnungen zwischen Planeten, die sie durch Gezeiten dehnen und starke Gravitationsstöße auslösen würden, die die Umlaufbahnen der Planeten plötzlich verändern. Dies wäre eine sehr aufregende Zeit, um auf einem solchen Planeten zu leben, auch wenn Sie dem Untergang geweiht wären ...

Weitere Informationen zu Planeten mit oszillierenden Umlaufbahnen finden Sie hier: https://planetplanet.net/2014/10/08/real-life-sci-fi-worlds-3-the-oscilating-earth/ . Ihre Situation wäre ähnlich, aber mit einem sehr interessanten chaotischen Element.

Ich habe vergessen zu erwähnen, dass die Dauer der Instabilität auch situationsabhängig ist. Instabilitäten von Gasriesen neigen dazu, schnell zu enden (~100.000 Jahre). Für Neptune kann es viel länger sein (Millionen). Bei terrestrischen Planeten kommt es darauf an – in einigen Fällen kann es sehr lang sein.