Strahlung von Doppelsternsystemen und wie sich das auf einen Planeten auswirken würde, der beide Sterne umkreist

Dies beantwortet weitgehend Ihre Fragen: Bewohnbarkeit von Doppelsternsystemen

Was die Strahlung betrifft, so können die Größe, Zusammensetzung und Aktivität des Kerns des Planeten die Stärke seiner Magnetosphäre bestimmen. Das ist der unsichtbare Schild des Planeten, der kosmische Strahlung ablenken kann.

Was das Leben selbst betrifft, so sind manche Lebewesen besser als andere darin, den Auswirkungen von Strahlung zu widerstehen. Außerirdisches Leben selbst könnte anders strukturiert sein, um strahlungsundurchlässiger zu sein. Allein der menschliche Fortschritt kann auch dieses Problem eines Tages lösen.

Antworten: Wenn Ihr Planet eine P-Typ-Umlaufbahn hat, sollten alle Akkretionen zwischen den beiden Sternen für Ihren Planeten weitgehend harmlos sein. Wenn Ihr Planet eine Umlaufbahn vom Typ S hat, wäre der Abstand zwischen den Sternen, der zur Aufrechterhaltung dieser Umlaufbahn erforderlich ist, groß genug, dass Akkretionen kein allzu großes Problem darstellen sollten ... jedoch, wie bei allen kosmischen Katastrophen, wenn es ist groß genug und trifft genau die richtige Stelle, es ist alles vorbei.

Wenn jeder Planet ungefähr so ​​groß ist wie die Erde, aber die Gezeitenkräfte nur dreimal so hoch sind wie die vom Mond verursachten, dann sind sie durch eine Entfernung von ungefähr 1.154.527 Kilometern oder etwa dem Dreifachen der Entfernung zwischen Erde und Mond voneinander getrennt eine Winkelgröße von etwa 0,287 Grad – zum Vergleich: Der Mond hat am Himmel eine Winkelgröße von etwa einem halben Grad. Sie werden eine Umlaufzeit (oder "Monat") von etwa 101 Tagen haben.

Aus all dem können wir schließen, dass die Doppelplaneten keinen signifikanten Einfluss auf die Menge an Licht oder Strahlung haben, die sie jeweils erhalten, und wir können sie als separate, individuelle Planeten behandeln, was die Bewohnbarkeit in Bezug auf die Sterne betrifft. Das ist irgendwie schade, denn wenn es ein naher Doppelplanet wäre, könnten wir uns auf den Schatteneffekt verlassen, um die problematischen Auswirkungen des Weißen Zwergs zu reduzieren.

Ein Hauptreihenstern mit 0,5 Sonnenmassen hat eine Leuchtkraft von etwa 6-7 % der der Sonne (die Leuchtkraft eines kompakten Weißen Zwergs sollte vernachlässigbar sein), so dass das Doppelplanetensystem die gleiche Sonneneinstrahlung wie die Erde erhalten muss Umlaufbahn viel näher - etwa 37.400.000 Kilometer. Das ist etwas mehr als das 9-fache des Abstands zwischen den beiden Sternen, also sollte die Umlaufbahn stabil sein. Das Jahr hätte dann 45,65 Tage – weniger als die Hälfte eines Monats!

Es scheint wahrscheinlich, dass solche Planeten durch Gezeiten miteinander verbunden sind, obwohl dies sicherlich nicht notwendig ist . Wenn dies der Fall ist, entspricht der Monat dem Sternentag, und jeder wird am Himmel des anderen fixiert. Das würde den Sonnentag gleich machen

$\frac{L_{Year} L_{Month}}{L_{Year} - L_{Month}} = ~-83.27 Earth days$

unter der Annahme einer fortschreitenden Rotation des Doppelplaneten (wobei das negative Vorzeichen anzeigt, dass die Sonne den Himmel in der entgegengesetzten Richtung überquert, als Sie normalerweise erwarten), oder$~31.44 Earth days$für rückläufige Rotation. Ignorieren Sie sowieso die Auswirkungen der Sonne, die aufgrund ihrer eigenen Umlaufbahn um ihren binären Partner hin und her wackelt.

Wenn Sie auf magische Weise davon ausgehen, dass die Leuchtkraft und die Jahreslänge die gleichen sind wie für unsere Erde und Sonne, dann werden die Sonnentage unter der Annahme, dass die Doppelplaneten durch Gezeiten miteinander verbunden sind$~139.68$und$~79.15$Tage der Erde bzw.

Die Entfernung von der Erde zur Sonne variiert im Laufe eines Jahres zwischen 147.500.000 und 152.600.000 km, eine Variation von etwa 1,7 % auf beiden Seiten des Mittelwerts. Unter der Annahme vollkommen kreisförmiger Umlaufbahnen würde die Abstandsänderung zwischen jedem Lappen des Doppelplaneten und dem Hauptreihenstern zwischen einem Minimum von schwanken$0.25AU - 4,023,360 km - 577263.5 km = ~0.219AU, ~32,798,844 km$und maximal$0.25AU - 4,023,360 km - 577263.5 km = ~0.281AU, ~42,000,091 km$für die geringe Leuchtkraft, nahe am Orbit, was eine Variation von 12,3% um den Mittelwert ergibt; oder dazwischen$1AU - 4,023,360 km - 577263.5 km = ~0.969AU, ~144,997,247 km$und$1AU + 4,023,360 km + 577263.5 km = ~1.03AU, ~154,198,494 km$, für eine Variation von etwa 3,1 % um den Mittelwert.

Die Sonneneinstrahlung in den gemäßigten Breiten variiert zwischen Sommer- und Wintersonnenwende um mehr als 12 %, daher würde ich sagen, dass selbst die extremste Option hier noch überlebensfähig sein sollte, obwohl es bemerkenswerte planetenweite Jahreszeiten mit nicht sehr einfacher Summe geben würde -of-sinusoids-Muster, die durch diese Variationen induziert werden, zusätzlich zu allem, was Sie aus der Neigung des Doppelplaneten in Bezug auf seine Umlaufbahn um die Sonne erhalten könnten. Es könnte auch eine gute Idee sein, die Umlaufbahn ein wenig zu erweitern, da diese Entfernungsvariationen der Summe von Sinuskurven zu einer gleichmäßigeren Zeit in den heißen und kalten Regimen und damit zu mehr Zeit im heißen Regime führen, als dies auf der Erde der Fall ist aufgrund der orbitalen Exzentrizität.

Das einzige, worüber Sie sich also wirklich Sorgen machen müssen, ist die Strahlung des Weißen Zwergs und die Auswirkungen der Sonnenfinsternisse eines Sterns durch den anderen. Meistens wird der Weiße Zwerg nur ein heller Fleck am Himmel sein, der wenig zur Wärme des Doppelplaneten beiträgt, aber die UV- und Röntgenbelastung leicht erhöht. Das sollte mit einer ausreichend dicken Atmosphäre durchaus überlebensfähig sein. Gelegentlich erhalten Sie aufgrund der Sonnenfinsternis durch den Hauptreihenstern eine Pause vom überschüssigen UV. Die geringe Leuchtkraft eines Weißen Zwergs bedeutet, dass wir die geringe Verringerung der Sonneneinstrahlung aufgrund seiner Sonnenfinsternis ziemlich ignorieren können. Und da Weiße Zwerge winzig sind, sollten Transite des Hauptreihensterns durch den Weißen Zwerg auch einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Sonneneinstrahlung haben, die die Planeten erhalten.

Dies ist jedoch eine katastrophale Binärdatei. Es ist am äußeren Rand dessen, aber es wird wahrscheinlich wiederkehrende Nova-Ereignisse mit einer Häufigkeit in der Größenordnung von Jahrzehnten – vielleicht Jahrhunderten – geben. Wenn ein Nova-Ereignis eintritt, während der Weiße Zwerg in Sichtweite eines der Planeten ist, wird er sterilisiert. Und nicht nur die Seite der Welt, die dem Stern zugewandt ist – die tausendfache Sonnenleuchtkraft wird den gesamten Planeten durcheinanderbringen. Wir müssen also herausfinden, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass der Weiße Zwerg aus Sicht des Doppelplaneten zu einem bestimmten Zeitpunkt verfinstert wird. Das ist ziemlich kompliziert, aber wir brauchen wirklich nur eine Größenordnung, also betrachten wir jeweils nur einen Lappen des Doppelplaneten.

Für die Umlaufbahn von 1 AE beträgt die durchschnittliche Winkelgröße des Hauptreihensterns etwa 0,4272 Grad, und die Gesamtwinkelablenkung des Weißen Zwergs beträgt etwa 3,08 Grad. In Wirklichkeit wird es außerhalb der Sonnenfinsternis mehr Zeit an den Rändern seiner Reise verbringen als in Ausrichtung mit dem Hauptreihenstern, aber wir werden für Zwecke der Größenordnungsschätzung großzügig sein und davon ausgehen, dass es die gleiche Zeit verbringt in allen Winkelstellungen. Die Hälfte der Zeit, in der er sich mit dem Hauptreihenstern überschneidet, befindet er sich in einer Finsternis, was ungefähr 7 % der Zeit entspricht. Das bedeutet, dass für jedes gegebene Nova-Ereignis eine Wahrscheinlichkeit von mehr als 93 % besteht, dass eine Hälfte des Doppelplaneten sterilisiert wird, und viel mehr (weil die Ereignisse nicht unkorreliert sind) als eine Wahrscheinlichkeit von 87 %, dass beide sterilisiert werden . Wenn Novas auf einer Zeitskala von ungefähr einmal pro Jahrhundert auftreten,

Schade.

Für die nähere Umlaufbahn mit geringer Leuchtkraft beträgt die Winkelgröße des Hauptreihensterns etwa 1,7 Grad, während die Winkelablenkung des Weißen Zwergs etwa 12,28 Grad beträgt. Das ergibt eine ungefähre Wahrscheinlichkeit von 13 %, in der Finsternis zu sein, was immer noch zu einem großzügigen Erwartungswert von 132 Jahren führt, bevor alles Leben ausgelöscht wird.

Zusammenfassend: Die meiste Zeit sollten Akkretion und Bahnabstandsschwankungen in lebensfreundlichen Bereichen liegen, vorausgesetzt, die Planeten haben ansonsten gute Bedingungen. Aber die gelegentlichen Ausbrüche von Nova-Strahlung des Weißen Zwergs aufgrund langfristiger Akkretion würden tatsächlich Leben unmöglich machen.

Um dies zu beheben, sollten Sie den Doppelsternen eine viel längere Umlaufzeit als nur ein paar Tage geben, um sicherzustellen, dass der Weiße Zwerg ruhig bleibt, und als Ergebnis möchten Sie einen größeren und leuchtenderen Hauptreihenstern, damit Sie kann den Doppelplaneten in eine ausreichend große Entfernung bringen, damit die Umlaufbahn stabil bleibt und er immer noch genug Licht bekommt.