Was ist die Lebensfähigkeit eines Planeten, der sich auf zwei Achsen dreht?

Ich bin Drehbuchautor und arbeite an einer Science-Fiction-Geschichte. So gut ich kann, versöhne ich gerne meine imaginären Orte mit den Beschränkungen der Realität. Hier ist mein Problem:

KetrahGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kettrah ist in den meisten Fällen ein gezeitengebundener Planet, was bedeutet, dass er sich in der gleichen Zeit, die er für seine Umlaufbahn benötigt, um eine Achse dreht. Dieser Planet ist jedoch insofern anders, als er sich auch dreht, während er durch die Gezeiten gesperrt ist. Somit ist der Nordpol mit dem Stern verriegelt und der Planet dreht sich um diese Achse, während sich der verriegelte Pol um seine eigene Achse bewegt, um immer dem Stern zugewandt zu sein.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, sich das vorzustellen: Stellen Sie sich Uranus vor, aber mit einem Pol, der immer der Sonne zugewandt ist.

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Meine Fragen sind:

Kann ein Planet zwei Rotationsachsen haben?

Wenn ja, gibt es eine Möglichkeit, einen Pol an einem Stern zu befestigen?

Hängt das mit dieser Antwort zusammen ?
Wenn ich diese Antwort also richtig verstehe, kann sich ein Planet ohne zusätzliche Energie nicht um zwei Achsen drehen?
Siehe physical.stackexchange.com/questions/19201/… . Insbesondere "garantiert der Rotationssatz von Euler, dass jede Rotation eines starren Objekts als Rotation um eine einzelne Achse ausgedrückt werden kann." Sehen Sie sich jedoch auch math.stackexchange.com/questions/44696/… an .
Du bräuchtest Drehmoment. Wie ein Gyroskop, das beim Drehen präzediert . Ich meine, die Erde tut es teilweise aufgrund der Schwerkraft.
Ich denke, dann wäre die Frage, die ich habe, wie ungleichmäßig oder nicht kugelförmig müsste der Planet sein, um eine komplexere Rotation zu haben?
Eine gute Beschreibung für das, was Sie wollen, könnte der Planet Uranus sein , aber mit Norden (oder Süden), der immer auf die Sonne zeigt.
Samuel, ja, das ist so ziemlich das, wonach ich suche. Ich werde meinen Beitrag bearbeiten, um die Dinge zu vereinfachen.
Ich weiß, dass kleinere Objekte wie Asteroiden eine komplexe Rotation haben können, liegt das einfach daran, dass sie unregelmäßig geformt sind? Oder kann auch ein halbkugelförmiger Planet dieselbe Rotation aufweisen?
@JoshBelmont Betrachten Sie das Uranus-Diagramm. Die einzige Möglichkeit für den Stab, weiterhin auf die Sonne zu zeigen, besteht darin, dass etwas ihn herumzieht. Ich bin mir nicht sicher, wie groß oder schnell es sein müsste, aber ich denke, ein umlaufender Mond könnte den Planeten herumziehen. Ein Mond in einer polaren Umlaufbahn entsteht jedoch nicht auf natürliche Weise, er muss vom Planeten eingefangen werden.
Ja das würde funktionieren. In Kombination mit der Gezeitensperre des Sterns würde dies dazu beitragen, dass dieser Pol dem Stern zugewandt bleibt. Glauben Sie, dass dies auch mit einem undifferenzierten Kern mit etwas schwererem Material in der Nähe des Nordpols unterstützt werden könnte? Danke übrigens für das Hinzufügen dieses Diagramms!
@JoshBelmont Auch hier bin ich mir nicht sicher, aber der einseitige Kern könnte helfen. Der Mond wird das Massenzentrum umkreisen und wird erhöhte Gezeitenkräfte auf der Südseite haben, wenn er näher vorbeikommt.
Ich habe einen taumelnden Asteroiden gesehen, ohne Grund, dass er nicht auf einen Planeten angewendet werden kann.

Antworten (3)

Ja, das ist möglich; die Drehung, die den Pol auf den Stern gerichtet hält, würde als Präzession betrachtet werden . Wenn sich dieser Planet in einer engen Umlaufbahn um einen roten Zwergstern befinden würde, wäre er nahe genug, dass er von den Gezeiten eingeschlossen wäre, und die Schwerkraft würde das notwendige Drehmoment liefern, während er in der bewohnbaren Zone des Sterns verbleibt.

Danke Monty Wild und besonders @Samuel, dass ihr mir geholfen habt, das herauszufinden! Ich werde den äußerst spärlichen Antwortabschnitt so verstehen, dass dieses Thema in beide Richtungen diskutiert werden kann. Aber debattiert heißt plausibel, und das ist auch gut so. Schiefer Kern mit einem großen Mond, der einen roten Zwergstern umkreist, so dass er präzediert. Das ist es, wovon ich spreche! Betrachten Sie diese als beantwortet.
Ich bin nicht einverstanden. Die Präzessionsachsen folgen nicht der Bewegung der Sonne, sondern sind viel langsamer und benötigen viele Umlaufbahnen, um sich umzudrehen. Dies wird nicht stabil sein: Der Planet wird podhole und die Achse wird sich verschieben, bis es eine normale Gezeitenflächenverriegelung ist.
@JDługosz Die Präzession muss nicht mit einer bestimmten Geschwindigkeit stattfinden - sie könnte im Prinzip in genau einer Umlaufbahn stattfinden. Ein Glückstreffer eines anderen planetaren Körpers, früher in der Geschichte des Systems, hätte es so zum Drehen bringen können ... Ich denke, es ist unwahrscheinlich, aber nicht unmöglich. youtube.com/watch?v=ty9QSiVC2g0
@JoannaMarietti Die Präzession findet mit einer bestimmten Geschwindigkeit statt, die durch das angelegte Drehmoment bestimmt wird. Es wird nicht durch ein vorhergehendes Ereignis „in Drehung versetzt“, sondern erfordert eine fortgesetzte Anwendung von Kraft. Dies ist normalerweise auf Gezeiteneffekte gegen die Wölbung des Äquators zurückzuführen und beinhaltet eine Änderung des Drehimpulses. Ihr Vorschlag liegt um 3 oder 4 Größenordnungen daneben und hat keinen angemessenen Wert und würde niemals einen hohen Wert haben.
Das Video: Ja, Physik-Demo eines Fahrradrads im ersten Studienjahr. Ich weiß, was Präzession ist , also was soll das hinzufügen? Sie werden in der Demo feststellen, dass die außermittige Schwerkraft in diesem Fall die treibende Kraft ist, und das Fahren damit das Rad mit der Zeit absenken lässt und (schwerer zu sagen) Reibung an den Achslagern verursacht. Es läuft nach unten, da dies ein dissapatorischer Prozess ist. Wie denkst du angesichts der Wheel-Demo, dass ein guter Schlag dazu führen würde, dass es mit einer anderen Geschwindigkeit präzediert? Wissen Sie, was die Rate bestimmt, die Sie sehen? …
… ist es vernünftig anzunehmen, dass eine kleine Anpassung es zehntausendmal schneller präzedieren lassen würde? Woher würde die Energie kommen, um durch seine Rotationsträgheit eine Verschiebung der Rotationsachse zu ermöglichen? Denken Sie daran, dass die Präzession keine Drehung ist ( die sich in natürlicher Bewegung wie der Geschwindigkeit fortsetzt), sondern eine Beschleunigung ist .
Wollen Sie damit sagen, dass es im leeren Raum ohne eine kontinuierliche Anwendung von Drehmoment keine Möglichkeit gibt, dass sich ein Objekt so dreht? Ich verstehe, was Sie über die außermittige Schwerkraft sagen.
@JoannaMarietti Es gibt, aber es ist durch die Präzession der Rotationsachse, nicht die Achse des Drehimpulses. Es ist ein völlig anderer Effekt, der im drehmomentfreien Abschnitt des Wiki-Links beschrieben wird.

Nein

Ein Objekt, das sich ohne äußere Kräfte dreht, hat einen stationären Drehimpulsvektor. Um eine Präzession dieses Drehimpulsvektors zu haben, muss ein Drehmoment aufgebracht werden. Dieses über die Zeit addierte (integrierte) Drehmoment addiert sich zum aktuellen Drehimpulsvektor, um den neuen Drehimpulsvektor zu ergeben. Damit der Drehimpulsvektor immer auf die Sonne (oder von ihr weg) zeigt, müsste das aufgebrachte Drehmoment stark genug sein, um die Planetenrotation in einem Vierteljahr zu stoppen. Das ist vielleicht nicht so schlimm, außer dass die Richtung des Drehmoments ziemlich schwierig zu erreichen wäre. Wenn Sie die Bewegungsachse des Planeten um die Sonne nach oben betrachten, müsste das Drehmoment auf die Unterseite des Planeten drücken und auf die Oberseite ziehen. Da sich der Planet leider dreht,

Aber es gibt eine andere Art von Präzession, eine drehmomentfreie Präzession , bei der sich die Achse der momentanen Rotation ändert, während die Achse des Drehimpulses stationär bleibt. Allerdings könnte dies auch nicht die gewünschte Bewegung erzeugen, da die beiden Achsen nicht in entgegengesetzte Richtungen zeigen (oder gar senkrecht stehen können), aber bei deiner beschriebenen Bewegung zeigt die Rotationsachse jedes halbe Jahr in die völlig entgegengesetzte Richtung.

Ich glaube nicht, dass es möglich ist, dies für einen Planeten zu erreichen, der einen Stern umkreist. Aber Sie könnten dies tatsächlich mit einem Mond erreichen , der durch Gezeiten an einen Planeten gebunden ist, den er in einer sonnensynchronen Umlaufbahn umkreist . Dies erfordert einen schnell rotierenden Planeten (er hat also eine starke äquatoriale Ausbuchtung). Für die Erde ist es nicht möglich (alle sonnensynchronen Umlaufbahnen liegen innerhalb der Roche-Grenze), aber für einen jupiterähnlichen Planeten könnte es im Prinzip funktionieren. Die Masse eines Gasriesen würde problemlos einen erdgroßen Mond zulassen.

Beachten Sie, dass ein Mond in einer so spezifischen, fast polaren Umlaufbahn ziemlich unwahrscheinlich ist ... außerdem würde der Planet aufgrund des Einflusses der Gezeiten wahrscheinlich eine massive vulkanische Aktivität aufweisen .

Was ist die Lebensfähigkeit eines Planeten, der sich auf zwei Achsen dreht?
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