Wie könnte ein Planet einen 40-Stunden-Tageszyklus haben, dessen Nächte nur 3 Stunden dauern?

Ja, aber nicht so, wie Sie es sich vorgestellt haben.

Vincent erwähnte eine Worldbuilding-Frage , die sich direkt mit der Möglichkeit einer Umlaufbahn in Form einer 8 befasst. Keine Beleidigung beabsichtigt, ich glaube nicht, dass eine der Antworten dort die Frage richtig behandelt hat - obwohl Vincent sich möglicherweise dagegen entschieden hat, weil eine Physikfrage sie bereits behandelt hatte, was er in seiner Antwort erwähnte, und sie eine ziemlich umfassende Antwort hatte .

Thriveth in seiner/ihrer Antwort dort zitieren,

Um in einer Acht zu kreisen, muss man sich vorstellen, dass die Kugel im 3D-Teil der Figur über den Grat zwischen den beiden Vertiefungen rollen muss. Es ist klar, dass dies möglich ist, aber auch intuitiv klar, dass dies nur für einen engen Bereich von Orbitalenergien möglich wäre (etwas weniger und es würde in eines der Löcher gehen, etwas mehr und es würde einfach beide umkreisen ) und dass es keine stabile Umlaufbahn wäre. Der Ball müsste in einer Umlaufbahn rollen, wo er genau den zentralen Sattelpunkt am Kamm (L1) passiert, um stabil zu bleiben, die kleinste kleine Unvollkommenheit wird ihn noch weiter von seiner idealen Flugbahn stören.

Eine solche Umlaufbahn ist also möglich, aber sehr unwahrscheinlich und ziemlich instabil.

Das bedeutet nicht, dass ein Planet nicht einer zirkumbinären Umlaufbahn um beide Sterne folgen könnte. Tatsächlich wurden viele Planeten mit solchen Umlaufbahnen gefunden. Und es bedeutet, dass Ihr 40-Stunden-Tag und Ihre 3-Stunden-Nacht möglich sind.

Schauen Sie sich den Mond auf der rechten Seite dieser Animation an (ich konnte die beiden nicht trennen):

^{Bild mit freundlicher Genehmigung des Wikipedia-Benutzers Stigmatella aurantiaca unter der Lizenz Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .}

Dieser Mond (fälschlicherweise; unser Mond ist wie der linke) dreht sich nicht aus der Perspektive eines festen Beobachters über der Erde. Dennoch verändert sich das zur Erde gerichtete Gesicht ständig.

Verwandeln Sie nun die Erde in ein Paar nahe Doppelsterne und den Mond in unseren Planeten. Machen Sie die Umlaufbahn tatsächlich exzentrisch , damit sie in die äußersten Bereiche des Systems ausschwenkt. Aufgrund des zweiten Keplerschen Gesetzes bewegt es sich schneller in der Nähe der Sterne. Das bedeutet, dass für eine Hälfte des Planeten die Nacht 3 Stunden und der Tag 40 Stunden dauert; Für die andere Hälfte des Planeten dauert die Nacht 40 Stunden und der Tag 3 Stunden. Meines Wissens gibt es keine Konfiguration, mit der Sie für beide Seiten die gleiche Nachtlänge haben und immer noch das 40/3-Szenario haben.

Mit einer 8-förmigen Umlaufbahn: ja, aber die Länge von Tag/Nacht wird nicht konstant sein. Wenn sich der Planet zwischen den beiden Sternen befindet, gibt es fast keine Nacht. Wenn der Planet beiden Sternen in die gleiche Richtung blickt, dauert die Nacht je nach axialer Neigung etwa gleich lang wie auf der Erde.

Die Jahreszeiten werden durch die Position des Planeten in Bezug auf die Sterne bestimmt und auch durch die axiale Neigung des Planeten, falls vorhanden, verstärkt. Zwischen beiden Sternen ist es am heißesten. In der Nähe des roten Sterns, am Äußeren der Umlaufbahn, ist es am kältesten. Aber es ist nicht unbedingt kalt genug, um als Winter bezeichnet zu werden. Es hängt von der Entfernung zu den Sternen ab.

Nachfolgend ein paar Lösungen zur Frage:

Das einfachere und realistischere zuerst: Sie umkreisen einen kleinen Planeten sehr nahe an seiner Sonne und drehen ihn auf natürliche Weise.

Da Ihr Planet viel kleiner als die Sonne ist und Sie sich in der Nähe befinden, können Strahlen, die von der Seite der Sonne kommen, einen erheblichen Teil der gegenüberliegenden Seite Ihres Planeten erreichen.

Um es zu sehen: Stellen Sie sich einen großen Kreis und einen kleinen Kreis vor und ziehen Sie die beiden Tangenten an diese beiden Kreise.

Geometrisch kann jedes X mit 50 % < X < 100 % der Oberfläche Ihres Planeten beleuchtet werden, abhängig von der Umlaufbahn und der Planeten- und Sterngröße. In Ihrem Setup wünschen Sie sich ein X von ~ 90%.

Beachten Sie, dass in 3 Dimensionen ein erheblicher Teil Ihres Planeten 100% der Zeit Licht empfängt (wenn |Breitengrad| > Y ). Aber am Äquator werden Sie Ihr Tag-Nacht-Ungleichgewicht zu ~90% haben.

Eine andere Lösung: Hinzufügen von Atmosphäreneffekten zu einem Planeten: Wenn Sie eine Atmosphäre haben, die genau richtig reflektiert und streut, kann das Licht ein paar Mal darin abprallen, um die Rückseite des Planeten zu erreichen und ihn zu beleuchten. (Übrigens auf der Erde machen LW-Radiowellen genau das mit unserer Atmosphäre.)

Eine andere Lösung: Donut-förmiger Planet :) wird selbstbeschattetes und indirektes Licht an einigen Punkten und durch die richtige Einstellung des 2-Radius des Torus können Sie das Tag / Nacht-Ungleichgewicht festlegen. Spielen Sie mit einem Raytracer, um sich selbst zu überzeugen.

Hier ist noch eine andere Lösung: Sonnenwinde, die durch Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Planeten Polarlichter erzeugen, die so stark leuchten, dass es Nacht wäre.

Noch eine andere Lösung unter Verwendung der allgemeinen Relativitätstheorie: Der Unterschied der Schwerkraft zwischen der sonnennäheren und der sonnenferneren Seite bedeutet, dass die Zeiten auf der beleuchteten Seite langsamer vergehen, sodass die Tage länger sind, aber ich würde wetten, dass die Gezeitenkräfte wirken würden solches Szenario unrealistisch :( :)...