Der Planet Vulkan in Star Trek ist einer der berühmtesten fiktiven Planeten.
Die Länge eines vulkanischen Jahres taucht in meiner Antwort auf:
Wie alt war Spock in Star Trek, als er auf der Enterprise diente?
Wie lang wäre also ein vulkanisches Jahr, wenn Vulkan 40 Eridani A umkreisen würde, was unter Star Trek- Fans eine sehr verbreitete Meinung ist?
40 Eridani A ist weniger hell als die Sonne. Um also so viel Wärme und Licht von 40 Eridani A zu erhalten wie die Erde von der Sonne, müsste ein Planet näher an 40 Eridani A kreisen als die Erde die Sonne.
Eine Planetenbahn mit einer kürzeren großen Halbachse hätte natürlich einen kürzeren Umfang. Somit wäre die Gesamtstrecke, die ein solcher Planet in einer Umlaufbahn zurücklegt, geringer als die Strecke, die die Erde in einer Umlaufbahn zurücklegt.
Wenn der Planet 40 Eridani A 40 Eridani A mit der gleichen Geschwindigkeit umkreisen würde, mit der die Erde die Sonne umkreist, wäre seine Umlaufzeit oder sein Jahr kürzer als das Jahr der Erde. Aber da 40 Eridani A weniger massereich als die Sonne ist, wäre die erforderliche Umlaufgeschwindigkeit geringer als die eines Planeten, der die Sonne in gleicher Entfernung umkreist, und somit wäre das Jahr länger als das Jahr eines Planeten, der die Sonne umkreist Distanz.
Wie groß ist also die mögliche Jahreslänge eines Planeten (mit einer dünnen Atmosphäre, aber genügend Sauerstoff, um für Menschen atembar zu sein), der 40 Eridani A innerhalb der bewohnbaren Zone von 40 Eridani A umkreist?
Um die Größe der habitablen Zone von 40 Eridani A zu berechnen, sollte man einfach die inneren und äußeren Ränder der habitablen Zone der Sonne mit der Leuchtkraft von 40 Eridani A im Vergleich zur Leuchtkraft der Sonne multiplizieren, denke ich. Leider gibt es erhebliche Kontroversen über die inneren und äußeren Grenzen der bewohnbaren Zone der Sonne .
In der Folge "Amok Time":
KIRK: Es ist herrlich. Ich wünschte, die Brise wäre kühler.
MCCOY: Ja. Heiß wie Vulkan. Jetzt verstehe ich, was dieser Satz bedeutet.
KIRK: Die Atmosphäre ist dünner als die Erde.
Vulkan sollte also wahrscheinlich mehr Strahlung von seinem Stern erhalten als die Erde von der Sonne, um so heiß zu sein.
Aber möglicherweise kommt ein Großteil der Wärme auf Vulkan aus dem Inneren des Planeten, aufgrund von Gezeitenerwärmung durch Wechselwirkungen mit anderen Objekten in seinem Sternensystem. Die Schwerkraft von Jupiter und den anderen galiläischen Monden führt zum Beispiel dazu, dass Io den intensivsten Vulkanismus im Sonnensystem aufweist.
In der animierten Folge „Yesterday“ wird eine andere Welt am Horizont von Vulcan gesehen. In den meisten Ausgaben von Star Trek: The Motion Picture sind zwei Welten am Himmel in einer Szene vermutlich auf Vulkan zu sehen.
In "The Man Trap" spricht Uhura mit Spock:
UHURA: Nein, Sie haben eine Antwort. Ich bin eine unlogische Frau, die sich allmählich zu sehr als Teil dieser Kommunikationskonsole fühlt. Warum sagst du mir nicht, dass ich eine attraktive junge Dame bin, oder fragst mich, ob ich jemals verliebt war? Sag mir, wie dein Planet Vulkan an einem faulen Abend bei Vollmond aussieht.
SPOCK: Vulkan hat keinen Mond, Miss Uhura.
UHURA: Ich bin nicht überrascht, Mister Spock.
Wenn Vulcan also keinen Mond hat, ist er vielleicht Teil eines Doppelplaneten mit einem anderen Planeten. Oder vielleicht ist Vulkan ein Mond eines sehr großen Planeten. Oder vielleicht passiert Vulcan gelegentlich nahe an einem anderen Planeten im System vorbei, nahe genug, dass dieser Planet (oder Planeten) als Scheibe am Himmel von Vulcan erscheinen.
Eine dieser Möglichkeiten könnte möglicherweise eine ausreichende Gezeitenheizung erzeugen, damit Vulkan mindestens so heiß wie die Erde ist, während er weit genug von 40 Eridani A entfernt ist, um ein Jahr zu haben, das ungefähr ein Erdjahr lang ist.
Einige der Planeten im Trappist-1- System befinden sich in der bewohnbaren Zone und umkreisen sich so nahe beieinander, dass einige von ihnen manchmal größer erscheinen als der Vollmond der Erde am Himmel anderer Planeten.
Und wenn Vulkan regelmäßig nahe an einem äußeren oder inneren Planeten vorbeizieht und die durch diese nahen Begegnungen erzeugte Gezeitenerwärmung für die Temperaturen von Vulkan wichtig ist, ist die heiße Jahreszeit in Vulkan vielleicht, wenn es in der Nähe dieses anderen Planeten ist, und die kälteren Jahreszeiten sind, wenn Vulkan ist weiter davon entfernt. Möglicherweise ist das vulkanische "Jahr" also tatsächlich die synodische Periode von Vulkan mit diesem anderen Planeten, die länger sein könnte als die Umlaufzeit von Vulkan um 40 Eridani A.
Im Jahr 2018 scheint ein Planet entdeckt worden zu sein, der 40 Eridani A umkreist, mehrmals so massereich wie die Erde und so nahe an 40 Eridani A, dass er heißer als Merkur wäre. Das kann nicht Vulkan sein (was immerhin fiktiv ist), könnte aber die möglichen Umlaufbahnen eines Planeten in der bewohnbaren Zone von 40 Eridani A einschränken.
Ich frage mich also, ob jemand den möglichen Bereich der Jahreslängen eines bewohnbaren Planeten in der bewohnbaren Zone von 40 Eridani A berechnen kann oder möglicherweise außerhalb der bewohnbaren Zone umkreist, aber durch Gezeitenheizung warm gehalten wird?
Kurze Antwort: Wählen Sie einen minimalen und einen maximalen Radius in AU für Ihre bewohnbare Zone auf der Erde und übersetzen Sie sie in eine Umlaufzeit in Tagen um Eradani mit äquivalenter Sternenenergie mit dieser Formel . Ein Planet, der Eradani mit einem Zeitraum von einem Jahr umkreist, würde fast so viel Energie bekommen wie der Mars von unserer Sonne.
Lange Antwort: Für einen Planeten mit einer kreisförmigen Umlaufbahn um die Sonne mit einem bestimmten Radius , der Planet muss sich in einer Umlaufbahn befinden von Eradani, um die gleiche Energiemenge zu erhalten. Das bedeutet, dass ein Eradani-Planet, um die gleiche Energie wie die Erde von der Sonne zu erhalten, 0,6 AE statt 1 AE haben müsste.
In unserem Sonnensystem wissen wir, dass ein Planet bei 0,6 AE eine Geschwindigkeit hat, die von der Vis-Viva-Gleichung für eine kreisförmige Umlaufbahn oder diktiert wird . Hier, ist die Gravitationskonstante der Sonne. Dann für ,
mit einer entsprechenden Umlaufzeit um die Sonne von
Wir können die Vis Viva-Gleichung in die Periodengleichung einsetzen, um eine einzelne Gleichung zu erhalten, die einen Umlaufradius um die Sonne mit einer Umlaufperiode mit äquivalenter Sternenergie auf Eradani in Beziehung setzt:
Aus der obigen Gleichung und , können wir die Umlaufbahnen und Perioden berechnen, die uns von Eradani die gleiche Energie liefern, die wir von der Sonne erhalten. Unten ist eine Tabelle, die energieäquivalente Umlaufradien und -perioden für Venus, Erde und Mars abbildet.
| Sonnenradius (AU) | Eradani-Radius (AU) | Eradani-Umlaufzeit (Tage) |
|---|---|---|
| 0,72 (Venus) | 0,432 | 118 |
| 1 (Erde) | 0,6 | 193 |
| 1,5 (Mars) | 0,9 | 355 |
Ein Planet, der von Eradani die gleiche Energie erhält wie der Mars von unserer Sonne, hätte eine vergleichbare Umlaufzeit wie die Erde.
Planetenmacher
BenutzerLTK
Pierre Paquette