Könnten zwei Sterne gleicher Masse/Größe ein binäres System bilden und unterschiedliche Farben haben?

Ich fürchte, das, wonach Sie fragen, wird ziemlich knifflig, zumindest nicht in einem Universum, das wie das unsere funktioniert. Ich werde versuchen, die einzelnen Probleme zu diskutieren, und dann einige Vorschläge machen, was Sie tun können :

Gleiche Masse, andere Farbe?

... haben äquivalente Massen/Größen, und während einer leicht rot ist, ist der andere leicht blau.

Sterne gibt es in einer Vielzahl von Farben, abhängig von ihrer Zusammensetzung und Farbe. Meistens haben jedoch zwei Sterne mit ungefähr derselben Masse und demselben Durchmesser praktisch identische Spektren (Farben). Tatsächlich verwenden Astronomen die spektralen Eigenschaften von Sternen, um sie in Größen- und Massenkategorien einzuteilen . Für weitere Informationen bietet die Sternklassifikationsseite auf Wikipedia eine anständige Einführung, obwohl sie etwas technisch ist.

Jahreslänge und Sonnenaufgang?

Ein Jahr ist ungefähr so ​​lang wie das der Erde, und ein Sonnenzyklus (Tag) beträgt 24 Erdstunden. [...] Eine Sonne würde um vier Uhr aufgehen und zwölf Stunden später untergehen, und die andere würde um acht Uhr aufgehen und zwölf Stunden später untergehen.

Das wird leider schwierig. So genannte Doppelsternsysteme vom P-Typ sehen so aus:

(Bild von mir und offensichtlich nicht maßstabsgetreu. Die Sterne wären viel näher beieinander und viel weiter vom Planeten entfernt, relativ zu meiner Zeichnung, aber dann würden Sie nichts sehen.)

Um ein erdähnliches Jahr zu haben und sich in der Goldilocks-Zone um Ihre beiden Sternobjekte zu befinden, müsste Ihr Planet ziemlich weit vom Zentrum des Doppelsternpaars entfernt sein.

Das bedeutet, dass die Sterne fast gleichzeitig auf- und untergehen werden. Am Tageshimmel erscheinen sie sehr nahe beieinander und überlappen sich die meiste Zeit.

S-Typ-Systeme

Es gibt eine andere mögliche Konfiguration für das Sternensystem:

Für einen Großteil des Jahres würde sich der Planet „zwischen“ den Sternen befinden. Leider bedeutet dies extreme Temperaturschwankungen (einschließlich des wahrscheinlichen Abbrennens des Planeten), aber auch bei nahezu konstantem Tageslicht. Es ist auch wahrscheinlich, dass die "Umlaufbahn" komplex und unregelmäßig ist, und die Chancen stehen gut, dass der Planet tatsächlich vollständig aus dem Sonnensystem geschleudert wird und zu einem Schurkenplaneten wird .

Diese s-Typ-Systeme sind ziemlich verbreitet, aber das Sonnenaufgangsmuster würde nur für ein kleines Zeitfenster (einige Monate) über einen großen Zeitraum (viele, viele Jahre, bis die Umlaufbahnen der Sterne um ihr Baryzentrum und die Jahreszeit des Planeten ausgerichtet sind) gelten wieder).

Jahreszeiten

Ich frage mich auch, wie sich die Jahreszeiten auf die Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge auswirken würden, wenn der Planet eine Neigung hätte, die ungefähr der Erde entspricht

Die Jahreszeiten wären so ziemlich die gleichen wie auf der Erde.

Tatsächlich ist es für die meisten praktischen Fragen zu P-Typ-Doppelsternsystemen hilfreich, sich die beiden Sterne als eine einzige Masse vorzustellen, deren Zentrum das Zentrum des Sonnensystems ist. Wenn alle anderen Dinge gleich sind, unterscheiden sich die Umlaufbahnen, die effektive Schwerkraft und die Strahlung (Licht, Wärme) nicht wesentlich von dem, was wir in unserem eigenen Sonnensystem erleben.

Bei S-Typ-Systemen ist es natürlich komplizierter. Die Umlaufzeiten für die Sterne können stark variieren, während die erdähnlichen Jahre für den Planeten die meiste Zeit zu relativ normalen Jahreszeiten führen würden, jedoch kann es schnell exotisch werden, wenn die Umlaufbahn des Planeten die nicht gebundene (fast) schneidet Umlaufbahn des Sterns. Bestenfalls erleben Sie einen extrem heißen Sommer. Im schlimmsten Fall wird die Umlaufbahn des Planeten radikal verändert oder der Planet wird ganz aus dem System geworfen und seine Bewohner in den kältesten Winter aller Zeiten geschickt ...

Wenn einer oder beide Sterne deutlich anders sind (dh etwas außerhalb der Hauptreihe ), können Sie natürlich ohne verrückte Orbitalmechanik einige unterschiedliche Effekte erzielen, aber das liegt nur an Farbe, Temperatur, Strahlung und Masse , usw. wäre anders – nichts damit zu tun, dass es Teil eines binären Systems ist. Ich werde darüber im nächsten Abschnitt ein wenig mehr sprechen.

Wie es funktioniert

1. Verschiedene Arten von Sternen. Sterne unterschiedlicher Größe oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten in ihrem Lebenszyklus. Sie werden visuell nie sehr unterschiedlich sein (für das bloße Auge sehen Sterne hauptsächlich nur hell aus), also wäre der auffälligste Unterschied, den Sie wahrscheinlich bekommen würden, wenn Sie Sterne unterschiedlicher Größe haben.

2. Mehrere Sonnenaufgänge, ich weiß es nicht. Damit das funktioniert, müsste der Planet so nah sein, dass jedes Lebewesen knusprig verbrannt würde. Es gibt jedoch viele Dinge, die Sie mit einem Doppelsternsystem kreativ machen können: Sie haben zwei verschiedene Lichtpunkte am Himmel, Sie können partielle Sonnenfinsternisse haben, verschiedene "Sonnenanbeter" -Religionen, doppelt so viele Sonneneruptionen, die Chaos anrichten elektronische Ausrüstung, Möglichkeiten für abweichende Wissenschaftsgeschichte (es wäre für frühe Astronomen einfacher herauszufinden, dass die Sterne einen gemeinsamen Punkt am Himmel umkreisen, also könnte das heliozentrische Modell vielleicht viel früher bewiesen werden, als es auf der Erde der Fall war).

Art von

Sie können 2 Sterne haben, und Sie können einen Anstieg 4 Stunden nach dem anderen haben. Stecken Sie Ihren Planeten einfach in den Lagrange-Punkt L4 oder L5 Ihres Doppelsternsystems. Dies ist über große Zeiträume stabil und bringt die Sterne 60 auseinander, was Ihnen eine 4-stündige Lücke zwischen den Sonnenaufgängen gibt (unter der Annahme eines 24-Stunden-Tages).

Klingt gut. Was fehlt?

Diese Lagrange-Punkte sind nur dann stabil, wenn Ihr Zentralstern mindestens 25-mal massereicher ist als der andere. Es wird viel heller.

Ich denke, es könnte (ungefähr) funktionieren, solange wir die Masse betrügen können. Verwenden Sie zunächst ein binäres System, bei dem Ihr Planet einen mittelgroßen roten Zwergstern umkreist, der einen Teil Ihres Lichts liefern würde (weit unter 1 AE), während ein heißer Stern mit vielleicht 1,5 Sonnenmassen mit wenigen AE umkreist (die beiden Sterne umkreisen umeinander herum, während Ihr Planet den roten Stern umkreist). Angenommen, Sie sind nicht an den roten Stern gebunden, da Sie jeden Stern (bis zu) 12 Stunden von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang umkreisen (obwohl die genauen Zeiten je nach Jahreszeit variieren). Wenn Sie die Umlaufbahnen richtig ausbalancieren, erscheint jeder Stern in etwa gleich groß.

Betrachten Sie zum Beispiel das Szenario (es ist nah, aber es gibt bessere Kombinationen):

Sie umkreisen einen roten Zwergstern der Masse 0,5 Sonnenmassen in einem Abstand von 0,35 AE. Sie könnten in dieser Entfernung gezeitengesperrt sein oder auch nicht, also können wir einfach Handwavium anwenden und sagen, dass Sie es nicht sind.

In einer Entfernung von etwa 3,2 AE befindet sich ein heißer Stern vom Typ F mit 1,5 Sonnenmassen. Das wäre ein gelb-weißer Stern.

Sie würden ungefähr die Hälfte Ihrer Wärme / Energie von jedem Stern erhalten (jeder würde 1/2 Sonnenstrahlung liefern). Dies liegt daran, dass der heißere Stern in absoluter (bolometrischer) Leuchtkraft etwa 80-mal so hell ist wie der Rote Zwerg.

Was die Stabilität angeht, kann dies etwas heikel sein (um dies zu verbessern, bewegen Sie den Planeten etwas näher an den Roten Zwerg und den entfernten Stern weiter weg). JEDOCH zeigt eine schnelle Berechnung, dass der Radius der Hügelkugel um den Roten Zwerg (wo die Anziehungskraft beider Sterne ausgeglichen ist) 1,2 AE beträgt, und eine beliebte Faustregel besagt, dass die Umlaufbahnen innerhalb von 1/3 des Hügels stabil sind Kugelradius .

Darüber hinaus gibt das Papier von Holman und Wiegert über die Umlaufbahnstabilität von Planeten in Doppelsternsystemen eine Formel für den Radius einer stabilen Umlaufbahn in Doppelsternsystemen an, und die Formel für S-Typ-Systeme ergibt einen stabilen Umlaufbahnradius von 0,57 AE oder weniger*, solange die Exzentrizität der binären Umlaufbahn gering ist.

*-(Für sehr geringe binäre Exzentrizität lautet die Formel für die maximal stabile Umlaufbahn um einen Stern in einem Doppelsternsystem ungefähr$d = (0.464 - 0.380\mu)\alpha$wo$\mu$ist die relative Masse des Sekundärsterns oder in diesem Fall$\mu = 0.75$, und$\alpha$ist der Abstand zwischen den beiden Sternen)

Wenn wir ein bisschen schummeln können, können wir zwei Sterne mit der gleichen Masse, aber unterschiedlichen Farben haben. Ihre Größe wird sich jedoch unterscheiden!

Nehmen wir zunächst ein Sternensystem, das aus einem Stern mit 2 Sonnenmassen und einem Stern mit 1 Sonnenmasse sowie verschiedenen Planeten besteht.

Jetzt brauchen wir auch ein System, das einen Stern mit einer Sonnenmasse und den interessierenden Planeten enthält. Andere Planeten sind irrelevant.

Wenden Sie diesem System viel Zeit zu und warten Sie, bis der Stern mit 2 Sonnenmassen in seine rote Riesenphase eintritt. Jetzt stoßen sie aufeinander. Die beiden 1-Sonnenmasse-Sterne treffen aufeinander und verschmelzen zu einem einzigen 2-Sonnenmasse-Stern, der immer noch ein Hauptreihenstern sein wird (dies ist eine der Hypothesen für blaue Nachzügler). Durch unglaubliches Glück landet der Planet in einer geeigneten Umlaufbahn um beide Sterne .