Würden die Monde eines Gasriesen in Phasen erscheinen, wenn man sie von einem anderen, gezeitengebundenen Mond aus betrachtet?

Ich entwerfe eine Fantasiewelt auf einem gezeitenabhängigen Mond eines Gasriesen. Da es sich in erster Linie um eine mittelalterliche Fantasie handelt, die auf der nach außen gerichteten Seite des Heimatmonds spielt, möchte ich Zeiteinheiten ähnlich der Erde beibehalten und astronomische Ereignisse verwenden, um die Zeiteinheiten zu formen. Es gibt hier eine Menge großartiger Fragen zu diesen Arten von Welten, aber für mich ist das Konzept des Erdmonats (ungefähr 30 Erdtage) am schwierigsten abzubilden. Da der Monat von den Mondphasen der Erde inspiriert wurde, ist es plausibel, dass ein anderer Mond diesem Zweck dient, oder gibt es ein anderes astronomisches/geologisches Ereignis, das an seine Stelle treten könnte?

Einzelheiten:

  • Der Gasriese ist kleiner und näher an der Sonne als Jupiter. Sein Umlauf dauert nur etwa 4 Erdjahre, Jahreszeiten wären also jeweils etwa 1 Erdjahr und wären ein guter Ersatz für Jahre: Er hat 20 Jahreszeiten gesehen ...
  • Tage/Monate sind die gleiche Zeiteinheit, da der Heimatmond den Gasriesen umkreist und in etwa 25 Stunden 1 Umdrehung macht, was einen „Tag“ markiert (obwohl die nach innen gerichtete Seite immer ein paar Stunden Sonnenfinsternis pro Tag bekommen würde).
  • Es gibt andere äußere Monde, die die nach außen gerichtete Seite des Heimatmondes sehen kann
  • Der Heimatmond ist weit genug vom Gasriesen entfernt, um von seiner Magnetosphäre vor den meisten Strahlungen abgeschirmt zu werden. Gezeitenerwärmung bewirkt, dass es (entfernt, da dies wie erwähnt keinen Sinn ergibt) etwas vulkanischer aktiver ist als die Erde
Ich weiß, dass es für die aktuelle Frage keinen Unterschied macht, aber ... _Tidal heating_ causes it to ...Ähm ... Gezeitenkräfte, die stark genug sind, um mit Wärme zum Kern eines gezeitengesperrten Mondes beizutragen ? Durch welchen Mechanismus?
@AdrianColomitchi Io geht es gut ;-)
@StarfishPrime, das war irgendwie mein Punkt, als ich das OP anstupste, um seine Annahmen zu überprüfen. Mit nur einem anderen Mond im System befürchte ich, dass sein Heimatmond eine verlängerte elliptische Umlaufbahn braucht, um nur ein bisschen mehr Gezeitenwärme zu haben als die Erde. Io hat andere 3 um sich herum, um ihr Herz in alle Richtungen zu ziehen. Vielleicht gefällt ihm die Idee einer elliptischen Umlaufbahn (mit der damit verbundenen Präzession), vielleicht nicht.
@AdrianColomitchi " Mit nur einem anderen Mond im System " widerspricht den OPs " Es gibt andere äußere Monde, die die nach außen gerichtete Seite des Heimatmondes sehen kann "
Wann immer Sie einen Mond (einschließlich unseres eigenen) betrachten, sollten Sie immer eine Kugel im Weltraum sehen, die aus der Richtung beleuchtet wird, in der sich die lokale Sonne gerade befindet. Jeder Mond oder Planet, den Sie mit der Sonne im Rücken sehen können, sieht voll aus, und jeder, den Sie mit der Sonne im Rücken sehen können, sieht neu aus. Die einzigen Zeitphasen, die nicht auftreten, sind also, wenn Sie immer in der Nähe der Sonne sind und auf etwas schauen, das immer weit von ihr entfernt ist. Das gibt Ihnen eine Apollo-Augenansicht, wo nichts jemals Schatten ist. (Nun, OK, Sie und der Mond könnten auch die Sonne mit der gleichen Periode umkreisen, sodass sich das Sonnenlicht nie bewegt ...)
@PcMan touché (muss mehr schlafen)
@xego Ich habe meiner Antwort viel hinzugefügt. Um es so kurz wie möglich zu machen, sollten Sie in Betracht ziehen, die synodische Periode Ihres bewohnbaren Mondes und eines äußeren Mondes zur Basis von "Monaten" in Ihrem Kalender zu machen.
@xego Um eine Umlaufbahn zu erreichen, die mehr als das 5-fache des Radius des Planeten beträgt, während der Mondtag nur 25 Stunden lang ist, haben die massereichsten Planeten die etwa 13-fache Masse von Jupiter, aber nur geringfügig größere Radien oder sogar kleinere Radien als Jupiter, da er mit zunehmender Masse dichter statt breiter wird. Je massereicher ein Planet ist, desto weiter entfernt müsste ein Mond umkreisen, um einen 25-Stunden-Tag zu haben. Ein Planet mit der mehrfachen Masse des Jupiter, aber einem Radius, der nicht größer ist, könnte einen Mond mit einem 25-Stunden-Tag jenseits des bewohnbaren Randes haben.

Antworten (5)

Eine zweite Antwort 14.10.2021

Verwendung eines Monats basierend auf der synodischen Periode der zwei Monde.

Ich schlug vor, dass eine mögliche Grundlage für ein Monatsäquivalent des bewohnbaren Mondes die synodische Periode eines äußeren Mondes mit dem inneren und bewohnbaren Mond wäre. Ich bemerkte auch, dass je ähnlicher die Umlaufzeiten der beiden Monde waren, desto länger ihre synodische Periode sein würde.

Ihre Frage erfordert einen Tag des gezeitengesperrten bewohnbaren Mondes und damit eine Umlaufperiode von 25 Erdstunden.

Angenommen, Sie möchten, dass der Monat, basierend auf der synodischen Periode der beiden Monde, 28, 29 oder 39 der 25-Stunden-Tage des bewohnbaren Mondes ist. Das würde sie etwa 700 Stunden oder 29,1666 Erdtage, 725 Stunden oder 30,208333 Erdtage oder 750 Stunden oder 31,25 Erdtage lang machen.

Nach meinen groben Berechnungen müsste der äußere Mond eine Umlaufzeit haben, die etwa 1,0370369 mal so lang ist wie der bewohnbare Mond, oder 1,0370369 der Tage des bewohnbaren Mondes, damit die synodische Periode und der Monat 28 Tage des bewohnbaren Mondes lang sind. oder 25,925922 Erdstunden.

Nach meinen groben Berechnungen müsste der äußere Mond eine Umlaufperiode haben, die 1,0357143 mal so lang ist wie der bewohnbare Mond, oder 1,0357143 der Tage des bewohnbaren Mondes, damit die synodische Periode und der Monat 29 Tage des bewohnbaren Mondes lang sind 25.892857 Erdstunden.

Nach meinen groben Berechnungen müsste der äußere Mond eine Umlaufzeit haben, die 1,0344824 mal so lang ist wie der bewohnbare Mond, oder 1,0344824 der Tage des bewohnbaren Mondes, damit die synodische Periode und der Monat 30 Tage des bewohnbaren Mondes lang sind, oder 25.86206 Erdstunden.

Also, wenn die Grundlage des Monats des bewohnbaren Mondes die synodische Periode der beiden Monde ist, und wenn Sie den auf dem bewohnbaren Mond verwendeten Monat 28,29 oder 30 der Tage des bewohnbaren Mondes, des äußeren Mondes, machen wollen mit einer nahezu identischen Umlaufbahn und einer nahezu identischen Umlaufzeit umkreisen müssen. Daher sollte er vom bewohnbaren Mond aus gesehen sehr groß aussehen, wenn er in Opposition steht, und viel kleiner, wenn er in seiner Umlaufbahn weiter entfernt ist.

Verwenden eines Monats basierend auf den Phasen des äußeren Mondes.

Ich habe erneut darüber nachgedacht, die Phasen eines äußeren Mondes als Grundlage für einen Monat des bewohnbaren Mondes zu verwenden. Wenn der äußere Mond den Planeten mehrmals so weit entfernt umkreist wie der bewohnbare Mond und eine Umlaufzeit hat, die mehrmals so lang ist wie der bewohnbare Mond, könnte es klappen.

Versuchen Sie nun, die Bahnbeziehung zwischen Erde und Saturn als Modell für die Bahnbeziehung zwischen dem bewohnbaren Mond und dem äußeren Mond zu verwenden. Die Erde ist 1 AE von der Sonne entfernt und Saturn ist 9,5388 AE von der Sonne entfernt. Die Erde hat eine Umlaufzeit von 1 Erdjahr, und Saturn hat eine Umlaufzeit von 29,4577 Erdjahren, und ihre synodische Periode beträgt 378,09 Erdtage oder etwa 1,035154 Erdjahre.

Wenn also der bewohnbare Mond den Riesenplaneten mit einer großen Halbachse von 1 Einheit umkreisen würde, würde der äußere Mond den Riesenplaneten mit einer großen Halbachse von 9,5388 Einheiten umkreisen. Wenn die Umlaufzeit und damit der Tag des gezeitengesperrten bewohnbaren Mondes 25 Erdstunden lang wäre, wäre die Umlaufzeit des äußeren Mondes das 29,4577-fache der Umlaufzeit des bewohnbaren Mondes oder 736,4425 Erdstunden oder 30,685104 Erdtage und die synodische Periode von die beiden Monde wären 25,87885 Stunden.

Die synodische Periode der beiden Monde würde also 25,87885 Stunden betragen, und die Umlaufzeit würde 736,4425 Stunden betragen, was dem 28,457311-fachen der synodischen Periode entspricht. Während jeder synodischen Periode würde sich der äußere Mond also um 12,650527 Grad auf seiner Umlaufbahn bewegen.

Angenommen, es gibt eine Zeit, in der der äußere Mond vom Planeten aus gesehen voll ist, weil der Stern, der Planet und der Außenmond in einer geraden Linie angeordnet sind. Und nehmen wir an, dass sich zu dieser Zeit auch der bewohnbare Mond in dieser Linie befindet, zwischen dem Stern, dem Planeten und dem äußeren Mond, und der äußere Mond erscheint auch voll vom bewohnbaren Mond.

Wenn ein Zyklus von Oppositionen mit einer perfekten Ausrichtung beginnt, werden die Positionen der beiden Monde beim nächsten äußeren Vollmond in der schlechtesten Sichtposition sein. nächstmöglich

Nach 736,4425 Erdenstunden werden der Stern, der Planet und der äußere Mond wieder in einer Linie stehen und der äußere Mond wird vom Planeten aus gesehen voll erscheinen. Und der innere, bewohnbare Mond wird 29,4577 Mal um den Planeten gereist sein und dem äußeren Mond 164,772 Grad voraus oder 195,228 Grad hinter ihm sein und dem äußeren Mond fast gegenüberstehen.

Gehen wir ein wenig in der Zeit zurück, bis der äußere Mond genau das 28-fache der synodischen Periode oder 724,6078 Stunden zurückgelegt hat, dann wird er 28,98432 Mal um den Planeten gereist sein und somit 354,35232 Grad vor der Linie zwischen dem Stern liegen. der Planet und der äußere Mond oder 5,64768 Grad dahinter. Die Linie zwischen dem Planeten und den beiden Monden wird also nur 5,64 Grad von der Linie zwischen dem Stern, dem Planeten und dem äußeren Mond entfernt sein. Daher sollte der äußere Mond vom bewohnbaren Mond aus gesehen ziemlich genau voll erscheinen.

Und natürlich wird in den meisten Monaten die 28. synodische Periode stattfinden, wenn die beiden Monde näher als 5,63 Grad an der Linie zwischen dem Stern, dem Planeten und dem äußeren Mond ausgerichtet sind, und so wird der äußere Mond die meiste Zeit sogar noch voller aussehen die 28. Einsprüche in einem Monat.

Daher sollte es gut funktionieren, den durchschnittlichen Monat im Kalender des bewohnbaren Mondes auf 29 Tage zu setzen, mit gelegentlichen 28-Tage-Monaten.

Aber es gibt ein Problem. Das Jahr des Planeten soll 4 Erdenjahre oder etwa 1.461 Erdentage betragen. Somit würde der Planet etwa 0,2464065 Grad pro Erdtag oder 0,0102669 Grad pro Erdstunde zurücklegen. Die siderische Umlaufzeit des äußeren Mondes beträgt 736,4425 Erdstunden, also bewegen sich der Planet und seine Monde während dieser Periode um etwa 7,5609815 Grad entlang der Umlaufbahn des Planeten. Der äußere Mond muss also mit einer Geschwindigkeit von 0,4888365 Grad pro Stunde weitere 7,5609815 Grad auf seiner Umlaufbahn zurücklegen, um sich wieder mit dem Stern auszurichten, was 15,467301 Stunden dauert.

Der synodische Monat des äußeren Mondes, vom Planeten aus gesehen, wäre also 751,9098 Stunden, was 30,076392 Tagen des bewohnbaren Mondes und 29,054992 synodischen Perioden der beiden Monde entspräche. Ein Monat mit 30 bewohnbaren Mondtagen entspräche also etwa 28,981195 synodischen Perioden der beiden Monde. Daher müssten sie gelegentlich einen Monat mit 31 Tagen haben, denke ich.

Die synodische Periode eines äußeren Mondes scheint von den alten Astronomen höchstwahrscheinlich zuerst bemerkt worden zu sein, besonders wenn er bei Opposition sehr groß aussieht - größer als der Erdmond? Vielen Dank für die überaus hilfreiche Antwort.

Kurze Antwort: Ja, das werden sie.

Lange Antwort: Auch wenn jeder Mond gezeitenabhängig ist, hat jeder von ihnen eine andere Umlaufbahn um den Gasriesen, daher wird sich ihre relative Position in Bezug auf den Zentralstern und den Planeten im Laufe der Zeit ändern.

Das Ändern der relativen Position ändert auch den Blickwinkel und den aufgehellten Teil, der sichtbar ist, und dies führt dazu, dass verschiedene Phasen sichtbar sind.

Sehen Sie sich als visuelle Referenz diese Animation der Bahnresonanz des Jupitermondes Europa an

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie können jederzeit sehen, wie sich der relative Blickwinkel ändert.

Der Heimatmond ist weit genug vom Gasriesen entfernt, um von seiner Magnetosphäre vor den meisten Strahlungen abgeschirmt zu werden. Gezeitenerwärmung führt dazu, dass es vulkanisch etwas aktiver ist als die Erde

Ich bin mir nicht sicher, ob Sie alle drei "24-Stunden-Umlaufzeit", "Gezeitenheizung" und "weit genug entfernt haben können, um vor Strahlungsgürteln sicher zu sein".

Ich bin mir nicht einmal sicher, ob Sie auf einem Mond überhaupt eine beträchtliche Magnetosphäre bekommen würden, selbst bei Gezeitenheizung. Allerdings sollte eine Kombination aus einer dicken Atmosphäre und einem Aufenthalt innerhalb der Magnetosphäre des Mutterplaneten einen gewissen Schutz vor Sonnenstrahlung bieten, und es sollte möglich sein, eine ausreichend gutartige planetare Magnetosphäre von Hand zu bewegen, sodass lokale Strahlungsgürtel kein Problem darstellen.

Tage/Monate sind die gleiche Zeiteinheit

Es gab eine weitere Frage zu Kalendern auf außerirdischen Welten, und Monatsanaloge scheinen ein häufiges Thema zu sein. Ich bin mir nicht sicher, warum sie benötigt werden ... es scheint unnötig zu sein, insbesondere ohne eine kulturelle Verbindung zur Erde (oder zu einer anderen Welt mit eindeutigen Mondzyklen). Mitmonde werden keine nennenswerten Gezeiten erzeugen, noch werden sie sich nachts stark vom Umgebungslicht unterscheiden ... eine wichtige Sache, wenn es um die Jagd oder das Fischen geht.

Es scheint, als würden sich nur Astronomen oder Astrologen sehr darum kümmern, aber vielleicht reicht das aus, um die Erstellung eines geeigneten Kalenders voranzutreiben.

Aber zum Kern deiner Frage:

Würden die Monde eines Gasriesen in Phasen erscheinen, wenn man sie von einem anderen, gezeitengebundenen Mond aus betrachtet?

Io und Europa, gesehen von Juno, während sie den Jupiter umkreist

(Bild von jpl.nasa.gov , Kredit CC-BY Roman Tkachenko)

Seht, Halbmonde! Io ist der größere, näher am Jupiter, und Europa ist der weiter entfernte. Es ist nicht klar, wie weit Juno entfernt war, als sie das Bild aufgenommen hat, aber hier gibt es eine eindeutige Phasenlage, und ich bin mir ziemlich sicher, dass ein Beobachter auf Io (wahrscheinlich ziemlich kurz, angesichts des Wetters) Phasen von Europa während seiner Umlaufbahn sehen konnte.

Auf einem Gasriesen von der Größe eines Saturn hat beispielsweise eine Umlaufzeit von einem Tag einen Radius von etwa 190000 km und eine Umlaufzeit von 30 Tagen einen Radius von etwa 1860000 km. Das ergibt eine engste Begegnungsdistanz von mehr als 1,6 Millionen Kilometern. In dieser Entfernung hat ein Mond von der Größe von Titan einen Winkeldurchmesser von etwa 10 Bogenminuten ... das ist etwa ein Drittel des Durchmessers des Vollmonds. Diese Sicht wäre nur von der dem Gasriesen abgewandten Mondhalbkugel möglich .

Auf der dem Planeten zugewandten Seite Ihres Mondes hätte die saturnähnliche Welt einen Winkeldurchmesser von 37 Grad, was eindeutig spektakulär wäre. Wenn der 30-Tage-Mond über dem Rand des Gasriesen verschwindet, wäre er etwas mehr als 2 Millionen Kilometer entfernt und hätte einen Winkeldurchmesser von 8,6 Bogenminuten ... kleiner, aber nicht so sehr, dass die Phase es nicht tun würde sei sichtbar. Diese Sicht wäre nur von der dem Gasriesen zugewandten Mondhalbkugel möglich.

Beachten Sie, dass es etwas unwahrscheinlich ist, einen wirklich großen entfernten Mond und einen wirklich großen Mond in der Nähe zu haben, aber für einen Saturn-ähnlichen Mutterplaneten nicht außerhalb des Bereichs des Möglichen.

Es ist in erster Linie eine mittelalterliche Fantasy, die auf der nach außen gerichteten Seite des Heimatmondes spielt

Die beste Sicht verpassen, tägliche Sonnenfinsternisse, helle planetenbeleuchtete Dämmerung statt echter Nacht, besserer Schutz vor kosmischer Strahlung und Meteoriten?

Nun, jedem das seine. Astronomie, zumindest die Art, die andere Sterne und Planeten als denjenigen betrachtet, den der Heimatmond umkreist, wäre von der langweiligen Seite sicherlich einfacher, und die Mondphasen wären offensichtlicher.

  1. Beobachter auf dem ganzen Heimatmond werden alle anderen Satelliten sehen, nicht nur die Beobachter auf der anderen Seite.

  2. Da Home Moon durch Gezeiten gesperrt ist, gibt es keine Gezeitenheizung; Um zu verstehen, warum, stellen Sie sich einen Mantel vor, der an einem Haken in der Wand hängt: Wirkt die Gravitationskraft der Erde auf den Mantel? Wärmt es den Mantel? Keine Arbeit bedeutet, dass keine Energie in Wärme umgewandelt werden muss.

  3. Die schnelle Bewegung der anderen Satelliten über den Himmel wird viel leichter wahrnehmbar sein als ihre Phasen.

  4. Der Gasriese selbst wird sehr sichtbare und beeindruckende Phasen haben.

"Da Home Moon gezeitengesperrt ist, wird es keine Gezeitenheizung geben" - das mag sein, aber ich glaube nicht, dass das OP das mögen würde. Weil eine erhebliche Gezeitenerwärmung (um den Vulkanismus zu verändern) bei einer ziemlich langgestreckten elliptischen Umlaufbahn auftritt (Äquivalent: Hängen Sie Ihren Mantel an eine Bungee-Sprungschnur).
"Der Gasriese selbst wird sehr sichtbare und beeindruckende Phasen haben." Schade, dass nur die proximale Seite des gezeitengesperrten Mondes sie sehen wird. Gut als Touristenattraktion, denke ich.
Io ist gezeitengesperrt, erfährt aber dennoch Gezeitenerwärmung, da Umlaufbahnresonanzen mit anderen großen Monden wirken, um seine Umlaufbahn zu dezirkularisieren.
Europa und Enceladus sind ebenfalls durch Gezeiten gesperrt und werden aus ähnlichen Gründen durch Gezeiten erhitzt.

Ich bin gerade mit anderen Dingen beschäftigt, daher ist dies eine kurze Antwort.

Wenn die anderen Monde vom Beobachtungsmond aus gesehen einen ausreichend großen Winkeldurchmesser haben, um als Objekte und nicht als bloße Lichtpunkte zu erscheinen, werden sie sicherlich Phasen zeigen.

Wenn der Betrachtungsmond und die Betrachtungsmonde um den Planeten kreisen, ändern sich die Winkel zwischen ihnen und zwischen jedem und dem Planeten ständig.

Während der Betrachtungsmond und die Betrachtungsmonde den Planeten umkreisen, wird der Planet auch den Stern umkreisen. Dadurch ändern sich auch die Winkel zwischen den Monden und dem Planeten relativ zum Stern.

Zu jeder Zeit wird ungefähr eine Hemisphäre des Planeten dem Stern zugewandt und beleuchtet sein, und die andere Hemisphäre wird dunkel sein. Und das gleiche gilt für jeden der Monde.

Aber wenn der Stern, ein Mond, der außerhalb des Beobachtungsmondes umkreist, der Beobachtungsmond und der Planet alle in dieser Reihenfolge aufgereiht sind, zeigt der äußere Mond dem Beobachtungsmond seine dunkle Seite, wie der von der Erde aus gesehene Neumond. Und je weiter sich die Objekte von einer geraden Linie entfernen, desto dicker erscheint die beleuchtete Mondsichel des äußeren Mondes vom Betrachtungsmond aus.

In der genau entgegengesetzten Situation von der ersten, wenn der Stern, der Planet, der Beobachtungsmond und der äußere Mond alle in dieser Reihenfolge aufgereiht sind, sieht der äußere Mond vom Beobachtungsmond aus voll aus. Und je weiter sich die Objekte von einer geraden Linie entfernen, desto dünner erscheint die beleuchtete Seite des äußeren Mondes vom Betrachtungsmond aus.

Es kann sehr selten vorkommen, dass alle vier Objekte, der Stern, der Planet, der Beobachtungsmond und der äußere Mond, alle in einer dieser Reihenfolgen angeordnet sind. Es wird wahrscheinlich viele Umdrehungen der beiden Monde um den Planeten dauern, während der Planet den Stern umkreist, bis sie zweimal hintereinander in einer Linie stehen.

Und wenn es zwei oder mehr äußere Monde gibt, die sich nahe genug kommen, um ihre Phasen während mindestens eines Teils ihrer Umlaufbahnen anzuzeigen, wird es selten sein, dass einer von ihnen genau mit dem Stern, dem Planeten und dem Beobachtungsmond ausgerichtet ist.

Und Aufreihungen von fünf Objekten wären viel seltener als Aufreihungen von vier Objekten, und Aufreihungen von sechs Objekten wären viel seltener als Aufreihungen von fünf Objekten.

Wenn Sie weitere äußere Monde hinzufügen, die nahe genug vorbeiziehen können, um manchmal als Kugeln vom beobachtenden Mond gesehen zu werden, vergeht die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Momenten, in denen der Planet, der Stern, die beobachtenden Monde und die betrachteten Monde alle sind Auf einmal aufgereiht könnte länger sein als die Zeit, die der Stern in seiner Hauptreihenphase verbringt.

Hinzugefügt am 13.10.2021

Lange Antwort.

Ein Science-Fiction-Autor sollte entscheiden, wo seine Geschichte auf der Mohs-Skala der Science-Fiction-Härte stehen soll.

https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/Main/MohsScaleOfScienceFictionHardness

Und sie sollten entscheiden, wie sie sich fühlen würden, wenn 1 von 10 oder 1 von 100 oder 1 von 1.000 Lesern erkennen kann, dass Elemente ihrer Geschichte mathematisch möglich sind. Manche Autoren mögen das als höchst demütigend empfinden.

Sie sagen, dass Ihre Welt eine Fantasiewelt ist, also ist es Ihnen vielleicht egal, wie realistisch sie ist, abgesehen von der Fantasie. Aber wenn Sie in gewisser Weise realistisch sein wollen, sollten Sie weiterlesen.

Meine Antwort und andere Antworten haben bereits gezeigt, dass es für Menschen auf der äußeren Hemisphäre eines gezeitengesperrten bewohnbaren Mondes möglich ist, Mondphasen mit Umlaufbahnen außerhalb der Umlaufbahn ihres Mondes zu sehen, wenn diese äußeren Monde groß sind und/oder nah genug, um sichtbare Scheiben zumindest während Teilen ihrer Umlaufbahnen um den Planeten zu zeigen.

Sie möchten, dass das System die folgenden Eigenschaften aufweist.

Der Gasriese ist kleiner und näher an der Sonne als Jupiter. Sein Umlauf dauert nur etwa 4 Erdjahre, Jahreszeiten wären also jeweils etwa 1 Erdjahr und wären ein guter Ersatz für Jahre: Er hat 20 Jahreszeiten gesehen ... Tage / Monate sind die gleiche Zeiteinheit, da der Heimatmond den Gasriesen umkreisen wird und machen Sie 1 Umdrehung in etwa 25 Stunden, um einen "Tag" zu markieren (obwohl die nach innen gerichtete Seite immer ein paar Stunden Sonnenfinsternis pro Tag bekommen würde)

Es gibt andere äußere Monde, die die nach außen gerichtete Seite des Heimatmondes sehen kann

Der Heimatmond ist weit genug vom Gasriesen entfernt, um von seiner Magnetosphäre vor den meisten Strahlungen abgeschirmt zu werden. Gezeitenerwärmung führt dazu, dass es vulkanisch etwas aktiver ist als die Erde.

Sie möchten also bestimmte Umlaufzeiten sowohl für den Mond um den Planeten als auch für den Planeten um den Stern.

Die Umlaufgeschwindigkeit eines Objekts um ein anderes hängt von der Masse der beiden Objekte und dem Abstand zwischen ihnen ab. Die Zeit, die ein Objekt benötigt, um ein anderes Objekt zu umkreisen, hängt von der Umlaufgeschwindigkeit und dem Gesamtumfang der Umlaufbahn ab, und natürlich hängt der Umlaufumfang vom Radius der Umlaufbahn und dem Abstand zwischen den Objekten ab.

Wenn ein Autor also nur zufällige Werte für diese Faktoren auswählt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Faktoren nicht miteinander funktionieren, sondern widersprüchlich sind.

Die Antwort von user177107 auf diese Frage:

https://astronomy.stackexchange.com/questions/40746/how-would-the-charakteristika-of-a-habitable-planet-change-with-stars-of-differe/40758#40758

Enthält eine Tabelle mit den Eigenschaften einiger Spektralklassen von Sternen. Eine dieser Eigenschaften ist das, was ich die Earth Equivalent Distance nenne, der Umlaufradius, bei dem ein Planet von seinen Sternen die gleiche Strahlungsmenge erhält wie die Erde von der Sonne. Es gibt auch die Umlaufgeschwindigkeit und die Jahreslänge eines Planeten an, der im EED umkreist.

Die Länge der Umlaufzeiten (oder Jahre) von Planeten, die die EED eines Sterns umkreisen, variiert von 3,82 Erdentagen für einen M8V-Stern bis zu 1.018,01 Erdentagen für einen F2V-Stern und bis zu 2.526,01 Erdentagen für einen A2V-Stern.

Da ein Erdjahr etwa 365,25 Erdtage lang ist, wäre ein Jahr mit 2.526,01 Erdtagen etwa 6,915 Erdjahre lang, mit (astronomischen) Jahreszeiten, die etwa 1,728 Erdjahre lang sind.

Ein Jahr von etwa 4 Erdenjahren wäre etwa 1.461 Erdentage lang.

Ein Planet, der im EED eines A8V-Sterns umkreist, hätte ein Jahr von etwa 1.505,21 Erdentagen.

Vermutlich könnten Ihr Planet und sein Mond in oder in der Nähe der EED eines Sterns umkreisen, der näher an einem A8V als an einem F2V liegt, um ein Jahr von etwa 4 Erdjahren zu haben.

Aber Science-Fiction-Autoren, wenn nicht unbedingt Fantasy-Autoren, sollten wissen, dass die Erde Milliarden von Jahren brauchte, um eine sauerstoffreiche Atmosphäre zu schaffen, die vielzellige Tiere und Menschen atmen können.

Soweit ich weiß, ist die wichtigste wissenschaftliche Diskussion über die Faktoren, die eine Welt im Besonderen für Menschen und nicht für flüssiges Wasser unter Verwendung von Lebensformen im Allgemeinen bewohnbar machen, Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

Dole entschied, dass ein Planet mindestens 3 Milliarden Jahre alt sein müsste, um eine sauerstoffreiche Atmosphäre zu entwickeln, die für Menschen atembar ist.

Aufgrund von Berechnungen der Lebensdauer verschiedener Arten von Sternen berechnete Dole, dass Sterne Sterne der Klasse F2V oder von geringerer Masse in den Spektralklassen F, G und K sein müssten, um Planeten zu haben, die für Menschen bewohnbar sind.

Sterne der Spektralklasse A würden also ausgeschlossen, weil sie bewohnbare Planeten haben. Wenn ein Stern der F2V-Klasse der massereichste Stern wäre, der möglicherweise alt genug wäre, um einen für Menschen bewohnbaren Planeten zu haben, hätte ein von Menschen bewohnbarer Planet, der am EED eines Sterns umkreist, ein Jahr, das 1.018,01 Erdentage lang wäre - oder kürzer.

Ein Jahr mit 1.018,01 Erdentagen wäre etwa 2.787 Erdenjahre lang. Es hätte astronomische Jahreszeiten von etwa 254,5025 Erdtagen oder 0,696 eines Erdjahres.

Das ist ein bisschen kürzer als Sie wollen.

Aber ein Planet muss nicht genau am EED seines Sterns umkreisen, um für Menschen bewohnbar zu sein.

Jeder Stern hat eine zirkumstellare bewohnbare Zone um sich herum, in der ein Planet genug Strahlung von seinem Stern erhalten würde, um warm genug für flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche zu sein und somit für einige Arten von flüssigem Wasser bewohnbar zu sein, das Leben nutzt. Menschen würden sich auf Planeten mit Durchschnittstemperaturen im unteren und oberen Teil dieses Temperaturbereichs nicht sehr wohl fühlen.

Um also die inneren und/oder äußeren Grenzen der habitablen Zone eines Sterns zu finden, nehmen Sie einfach die inneren und/oder äußeren Grenzen der habitablen Zone der Sonne und multiplizieren oder dividieren entsprechend der relativen Leuchtkraft des anderen Sterns im Vergleich zu der Sonne.

Abgesehen davon, dass die inneren und äußeren Ränder der bewohnbaren Zone der Sonne nicht mit Sicherheit bekannt sind.

Diese Liste von Schätzungen zeigt eine ziemlich große Vielfalt:

https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone#Solar_System_estimates

Der Planet Erde umkreist die Sonne in einer Entfernung von 1 AE, was der EED der Sonne entspricht. Der Planet Mars umkreist die Sonne in einem Abstand von 1,523 AE und hat ein Jahr von 686,980 Erdentagen oder etwa 1,8808 Erdenjahren.

Wenn ein Planet in der EED eines Sterns der F2V-Klasse in einer Entfernung von 2,236 AE umkreisen und ein Jahr von 1.018,01 Erdtagen oder 2,787 Erdjahren haben würde, würde ein Planet in der äquivalenten Umlaufbahn des Mars in einer Entfernung von 3,405 AE umkreisen und a Jahr 1.914,67 Erdtage oder 5,242 Erdjahre lang.

Wenn also ein Planet in Mars-Äquivalent-Entfernung warm genug sein kann, um für Menschen bewohnbar zu sein, könnte er einen Tag haben, der mindestens 4 Erdjahre lang ist, wenn er einen ausreichend leuchtenden Stern umkreist, und ein Planet, der etwas näher als ein Mars-Äquivalent ist, umkreist einen F2V-Stern, und damit wahrscheinlich wärmer, könnte ein Jahr etwa 4 Erdenjahre lang haben.

Ich denke also, dass ein Planet, der von Natur aus für Menschen bewohnbar ist und ein Jahr von 4 Erdenjahren hat, gerade noch im Rahmen der wissenschaftlichen Möglichkeiten liegt.

Und natürlich könnte ein Science-Fiction-Autor behaupten, dass der Planet in der EED eines Klasse-A-Sterns umkreist, und eine statistisch seltene Kette von Ereignissen von einer Million Ereignisse dazu führte, dass der Mond in viel kürzerer Zeit als Doles Minimum bewohnbar wurde. Oder vielleicht hat eine fortgeschrittene Zivilisation den jungen Mond terraformiert, um ihn bewohnbar zu machen. Oder vielleicht wäre der Mond zu kalt für Menschen, außer dass Gezeitenwechselwirkungen mit dem Planeten und anderen großen Monden eine ausreichende Gezeitenerwärmung verursachten, um den Mond bewohnbar warm zu halten.

Deine Frage sagt:

Gezeitenerwärmung führt dazu, dass es vulkanisch etwas aktiver ist als die Erde.

Und ein Fantasy-Autor könnte sagen, dass die Götter dieses Sonnensystem genau so erschaffen haben, wie es gestern war, und die Erinnerungen der Figur an ihr Leben vor gestern sind gefälschte Erinnerungen, die von den Göttern geschaffen wurden. Oder vielleicht haben die Götter willkürlich die Umlaufbahn und die Geschwindigkeit des Planeten und die Länge seines Jahres bestimmt, ohne sich darum zu kümmern, dass die Zahlen nicht nach den Gesetzen der Wissenschaft stimmen.

Die Länge des Tages des Mondes

Ich sollte anmerken, dass ein Planet, wie zum Beispiel die Erde, mindestens zwei unterschiedliche Jahreslängen und mindestens zwei unterschiedliche Tageslängen hat.

Ein siderisches Jahr (UK: /saɪˈdɪəriəl/, US: /saɪˈdɪriəl, sə-/; von lateinisch sidus „Asterismus, Stern“; auch siderische Umlaufzeit) ist die Zeit, die die Erde benötigt, um die Sonne einmal in Bezug auf das Feste zu umrunden Sterne. Daher ist es auch die Zeit, die die Sonne braucht, um in Bezug auf die Fixsterne an die gleiche Position zurückzukehren, nachdem sie anscheinend einmal um die Ekliptik gereist ist. Dies entspricht 365.256.363.004 Ephemeridentagen für die J2000.0-Epoche. 1

Das siderische Jahr unterscheidet sich vom Sonnenjahr, „dem Zeitraum, der benötigt wird, damit die ekliptische Länge der Sonne um 360 Grad zunimmt“, 2 aufgrund der Präzession der Äquinoktien. Das Sternjahr ist 20 min 24,5 s länger als das mittlere tropische Jahr bei J2000.0 (365.242 190 402 Ephemeridentage). 1

Vor der Entdeckung der Präzession der Äquinoktien durch Hipparchos in hellenistischer Zeit war der Unterschied zwischen Stern- und Tropenjahr unbekannt. [Zitieren erforderlich] Für die Beobachtung mit bloßem Auge wird die Verschiebung der Sternbilder relativ zu den Äquinoktien erst über Jahrhunderte sichtbar oder "Zeitalter", und vormoderne Kalender wie Hesiods Werke und Tage gaben die Jahreszeiten für Aussaat, Ernte usw. unter Bezugnahme auf die erste Sichtbarkeit von Sternen an, wobei sie effektiv das Sternjahr verwendeten. Das süd- und südostasiatische solare Neujahr, basierend auf indischen Einflüssen, wird traditionell mit dem Eintritt der Sonne in den Widder und damit das Sternjahr gerechnet, soll sich aber auch auf die Frühlings-Tagundnachtgleiche ausrichten und für die Ernte- und Pflanzzeit und damit Relevanz haben das Tropenjahr.[Zitieren erforderlich] Da diese auseinander gewachsen sind, wurde in einigen Ländern und Kulturen das Datum nach dem tropischen Jahr festgelegt, während in anderen noch die astronomische Berechnung und das Sternjahr verwendet werden.[Zitieren erforderlich]

https://en.wikipedia.org/wiki/Sidereal_year

Ein tropisches Jahr (auch bekannt als Sonnenjahr) ist die Zeit, die die Sonne braucht, um von der Erde aus gesehen an die gleiche Position im Zyklus der Jahreszeiten zurückzukehren; zum Beispiel die Zeit von Frühlings-Tagundnachtgleiche zu Frühlings-Tagundnachtgleiche oder von Sommersonnenwende zu Sommersonnenwende. Dies unterscheidet sich von der Zeit, die die Erde für einen vollständigen Umlauf um die Sonne benötigt, gemessen in Bezug auf die Fixsterne (das Sternjahr), um etwa 20 Minuten aufgrund der Präzession der Tagundnachtgleichen

https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_year

Die Sternzeit basiert auf der Periode, die die Erde benötigt, um sich relativ zu den fernen Sternen ("Die Fixsterne") zu drehen.

Ein Sterntag hat ungefähr 86164,0905 Sekunden (23 h 56 min 4,0905 s oder 23,9344696 h).

Da die Erde einmal im Jahr um die Sonne kreist, wird die Sternzeit an jedem Ort und zu jeder Zeit alle 24 Stunden um etwa vier Minuten gegenüber der Ortszeit vorrücken, bis nach Ablauf eines Jahres ein zusätzlicher Sterntag im Vergleich zu verstrichen ist die Anzahl der vergangenen Sonnentage.

https://en.wikipedia.org/wiki/Sidereal_time

Während der Planet Erde die Sonne umkreist, legt er während eines Jahres von etwa 365,25 Tagen 360 Bogengrade zurück. Die Erde bewegt sich also jeden Tag um etwa 0,985 Grad auf ihrer Umlaufbahn.

Nachdem sich der Planet Erde in Bezug auf die fernen Sterne genau um 360 Grad gedreht hat, wird eine Linie zwischen dem Erdmittelpunkt und einem Punkt auf der Erdoberfläche, der direkt auf die Sonne und die Sterne direkt hinter der Sonne zeigt, erneut zeigen direkt an diesen Sternen. Aber die Sonne wird sich nicht mehr direkt vor diesen Sternen befinden, da sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn um etwa 0,985 Grad bewegt hat und sich die Richtung zur Sonne um etwa 0,985 Grad geändert hat.

Die Längen eines Sternentages und eines Sonnentages müssen also zumindest geringfügig unterschiedlich sein.

Wenn ein Planet eine prograde Rotation hat und sich in die gleiche Richtung dreht, in der er um seinen Stern kreist, ist der Sonnentag länger als der Sternentag.

Und einige Autoren möchten vielleicht die genauen Längen der siderischen und tropischen Jahre und der siderischen und solaren Tage ihres fiktiven Planeten herausfinden und einen Kalender erstellen, der für diesen Planeten ziemlich genau ist.

Und andere Autoren könnten sich mit einem Kalender begnügen, der nur annähernd genau ist. Und vielleicht möchten einige Schriftsteller über einen Jungen schreiben, der bei einem Astronomen in die Lehre ging, dem es zu kompliziert ist, darüber nachzudenken, und davonläuft, um stattdessen Lehrling eines umherziehenden Söldners zu werden.

und natürlich haben einige Leute bemerkt, dass ein für einen Planeten genauer Kalender für einen riesigen bewohnbaren Mond, der den Planeten umkreist, möglicherweise nicht genau ist.

Ich stelle fest, dass Sie möchten, dass das Jahr des Planeten etwa vier Erdjahre oder etwa 1.461 Erdtage lang ist, und Sie möchten, dass der Tag Ihres gezeitenfesten Mondes etwa 25 Erdstunden lang ist. Die Jahre Ihres Mondes betragen also ungefähr 35.064 Erdstunden oder ungefähr 1.402,56 der Tage Ihres Mondes.

An jedem Ihrer Mondtage werden der Planet und der Mond zusammen mit ihm etwa 0,2566 Grad entlang ihrer Umlaufbahn um den Stern reisen. Der Unterschied zwischen den siderischen und den solaren (oder "stellaren") Tagen Ihres Mondes sollte also viel kleiner sein als der Unterschied zwischen den siderischen und den solaren Tagen der Erde.

Es gibt den erschwerenden Faktor, dass der Mond um den Planeten kreist und sich daher manchmal schneller als der Planet und manchmal langsamer als der Planet bewegt, manchmal dem Planeten voraus und manchmal hinter dem Planeten, während er umkreist. Da der Tag im Vergleich zum Mondtag so kurz und das Jahr so ​​lang ist, ist das ein viel kleinerer Faktor als auf dem Erdmond.

Welche Tageslänge wäre gut für einen hypothetischen bewohnbaren Mond, der einen riesigen Planeten umkreist? Stephen H. Dole befasste sich in Habitable planets for Man mit der Frage der Tageslänge von Planeten, die für Menschen bewohnbar sind.

Er glaubte, dass eine minimal mögliche Tageslänge etwa 2 bis 3 Erdstunden (0,08333 bis 0,125 Erdtage) betragen würde, da die schnelle Rotation die Planetenstabilität beeinträchtigt, und etwa 96 Erdstunden (4 Erdtage), da der Tag zu heiß wird und die Nachts wird es zu kalt und Pflanzen sterben in den langen Nächten an Lichtmangel.

Rene Heller und Roy Barnes erwähnten in "Exomoon Habitabiity Constrained by Illumination and Tidal Heating" mögliche Umlaufzeiten und damit Tageslängen für hypothetische bewohnbare Exomonde.

https://faculty.washington.edu/rkb9/publications/hb13.pdf

Die synchronisierten Rotationsperioden mutmaßlicher Exomonde der Erdmasse um Riesenplaneten könnten im gleichen Bereich liegen wie die Umlaufzeiten der galiläischen Monde um Jupiter (1,7–16,7 d) und wie die Umlaufzeit von Titan um Saturn (&16 d) (NASA/JPL-Planetensatellit Ephemeriden)4

Offensichtlich haben sie keine harten Grenzen berechnet, sondern nur bekannte Beispiele für die Umlaufzeit großer, von den Gezeiten eingeschlossener Monde von Riesenplaneten gefunden.

Sie weisen auch darauf hin, dass ein Exomond, der den Planeten zu nahe umkreist, zu viel Energie aus dem Sternenlicht des Sterns, dem reflektierten Sternenlicht des Planeten, der eigenen inneren Wärme des Planeten, die in den Weltraum abstrahlt, und der Gezeitenerwärmung erhält und einen Ausreißer erleiden wird Treibhauseffekt.

Rene Heller und Jorge Zuluaga diskutieren in „Magnetic Shielding of Exommons Beyond the Circumplanetary Habitable Edge“ die Umlaufbahnen von bewohnbaren Exomonden. Die bewohnbare Kante ist die Entfernung von einem Planeten, die ein ansonsten geeigneter Mond überschreiten müsste, um übermäßige Energie und einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt zu vermeiden.

https://arxiv.org/pdf/1309.0811.pdf

Sie betrachten den Fall potenziell bewohnbarer Exomonde mit der Masse des Mars. Sie wären wahrscheinlich zu klein, um ihre eigenen Magnetfelder zu erzeugen, und so könnte der Sternenwind von ihren Sternen ihnen allmählich die Atmosphäre entziehen. Daher müssten sie innerhalb der Magnetfelder ihrer Planeten umkreisen, um ihre Atmosphären für geologische Zeiträume zu erhalten.

Planetare Magnetfelder betreffen möglicherweise keine hypothetischen Erdmasse-Exmonde riesiger Exoplaneten, die ihre eigenen Magnetfelder erzeugen könnten, um ihre Atmosphäre vor dem Sternwind zu schützen. Natürlich würden solche Erdmassen-Exmonde wahrscheinlich stärkere Magnetfelder erzeugen, wenn sie sich schneller drehen, und die Rotationsgeschwindigkeit von Exomonden, die durch Gezeiten an ihren Planeten gebunden sind, würde von den Umlaufzeiten um den Planeten abhängen.

Nach den Berechnungen von Heller und Zuluaga würden viele Größen von Riesenplaneten ihre Magnetfelder nicht weit genug ausdehnen, um Exomonde einzuhüllen, die jenseits des bewohnbaren Randes kreisen, und Exoons, die innerhalb des bewohnbaren Randes kreisen, würden außer Kontrolle geratene Treibhauseffekte erleiden.

Ihre Schlussfolgerung scheint zu sein, dass ein bewohnbarer Exomond in Entfernungen zwischen etwa 5 und 20 Planetenradien umkreisen kann.

Und der Winkeldurchmesser des Planeten, wie er vom bewohnbaren Mond aus gesehen wird, würde von seiner Entfernung in Planetenradien und -durchmessern vom Mond abhängen. Wenn also einer Ihrer Eingeborenen auf der anderen Seite des Mondes weit genug erforscht, damit der Planet sichtbar ist bestimmt seine Winkelgröße.

Je massereicher ein Planet (oder ein anderes Objekt) ist, desto höher ist die erforderliche Umlaufgeschwindigkeit in einer bestimmten Entfernung. Je massiver also ein Planet ist, desto kürzer ist die Umlaufzeit eines Objekts, das ihn in einer bestimmten Entfernung umkreist.

Laut diesem Orbitalrechner:

https://www.satsig.net/orbit-research/orbit-height-and-speed.htm

Ein Objekt, das Jupiter 224.750 Kilometer über der Oberfläche des Jupiter umkreist, hätte eine Umlaufzeit von 25.002 Stunden oder 1.041 Erdtagen. Jupiter hat einen Radius von 71.492 Kilometern, also wäre ein Objekt 224.750 Kilometer über der Jupiteroberfläche eine große Halbachse der Umlaufbahn von 296.242 Kilometern.

Der Mond Thebe hat eine große Halbachse von 221.889 Kilometern und eine Umlaufzeit von 0,6778 Erdtagen oder mehr als 16 Stunden, während Io eine große Halbachse von 421.700 Kilometern und eine Umlaufzeit von 1,7691 Erdtagen hat. Das scheint also mit einem Mond mit einer großen Halbachse bei 296.242 Kilometern übereinzustimmen, der eine Umlaufzeit von 1.041 Erdentagen hat.

Da Jupiter einen Äquatorialradius von 71.492 Kilometern hat, sollte sein bewohnbarer Rand bei etwa 357.460 Kilometern oder 285.968 Kilometern über der Oberfläche liegen (wo ein Mond eine Umlaufzeit von 33,140 Stunden hätte), was weiter ist als die große Halbachse von 296.242 Kilometer für einen Mond mit einer Umlaufzeit von 25 Erdstunden. Ein Mond mit einer Umlaufzeit von 25 Erdstunden würde also angeblich einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt erleiden.

Saturn hat einen Äquatorialradius von 60.268 Kilometern, also sollte sein bewohnbarer Rand bei 301.340 Kilometern oder 241.072 Kilometern über der Oberfläche liegen. In dieser Entfernung würde die Umlaufzeit 46,877 Stunden betragen.

Beachten Sie, dass Saturn viel weniger Masse hat als Jupiter und seine Umlaufbahn am bewohnbaren Rand eine längere Umlaufzeit hat als die von Jupiter.

Uranus ist weniger massiv als Neptun, hat aber einen größeren Radius von 25.559 Kilometern. Eine Umlaufbahn an ihrem bewohnbaren Rand sollte also eine große Halbachse von 127.795 Kilometern haben und 102.236 Kilometer über der Oberfläche liegen. Die Umlaufzeit in dieser Entfernung würde 33,125 Stunden betragen, was der des viel massereicheren und größeren Jupiter sehr ähnlich ist.

Neptun hat eine geringere Masse als Saturn. Neptuns Radius beträgt 24.764 Kilometer, eine Umlaufbahn an Neptuns bewohnbarem Rand hätte also eine große Halbachse von 123.820 Kilometern, 99.056 Kilometer über der Oberfläche. Mit dieser Umlaufbahn würde die Umlaufzeit 29,03 Stunden betragen.

Die Reihenfolge der Umlaufzeiten am bewohnbaren Rand ist also Neptun, 3. in Masse, 4. in Radius, 29,03 Stunden, Uranus, 4. in Radius und 3. in Masse, 33,125 Stunden, Jupiter, 1. in Masse und Radius, 33,140 Stunden und Saturn , 2. in Masse und Radius, 46,877 Stunden.

Ich stelle fest, dass Neptun die größte Dichte hat (1,638 g/cm2), gefolgt von Jupiter (1,326), Uranus (1,27) und Saturn (0,687).

Ich bin mir also nicht sicher, welche Faktoren geändert werden müssen, um eine 25-Stunden-Umlaufbahn außerhalb des bewohnbaren Randes zu erhalten.

[Hinzugefügt am 18.10.2021. Ich habe vergessen zu schreiben: Über eine Umlaufbahn von mehr als dem 5-fachen Radius des Planeten, während der Mondtag nur 25 Stunden lang ist, haben die massereichsten Planeten bis zu etwa 13-mal die Masse von Jupiter, aber nur geringfügig größere Radien. oder sogar kleinere Radien als Jupiter, da er mit zunehmender Masse dichter statt breiter wird. Je massereicher ein Planet ist, desto weiter entfernt müsste ein Mond umkreisen, um einen 25-Stunden-Tag zu haben. Ein Planet mit der mehrfachen Masse von Jupiter, aber einem Radius, der nicht größer ist, könnte einen Mond mit einem 25-Stunden-Tag jenseits des bewohnbaren Randes haben.]

Das Monatsäquivalent

Da die bewohnbare Welt ein Mond ist und sein Tag gleich seiner Umlaufzeit um den Planeten ist, gibt es keine offensichtliche Wahl für einen Monat auf dem Mond. Wenn der Mond durch die Gezeiten mit dem Planeten verbunden wäre, wäre der Planet immer an der gleichen Stelle am Himmel, wie es von jeder Seite der ihn umgebenden Hemisphäre aus scheint. Und da die Bewohner des Mondes in Ihrer Geschichte auf der anderen Seite leben, werden sie den Planeten sowieso nie erreichen.

Eine logische Wahl wäre die Umlaufzeit eines anderen äußeren Mondes.

Beachten Sie die Komplikation, dass der Mond von der Erde aus gesehen zwei verschiedene Monate hat. Es hat einen siderischen Monat und einen synodischen Monat.

Die Periode der Umlaufbahn des Mondes, definiert in Bezug auf die Himmelssphäre scheinbarer Fixsterne (International Celestial Reference Frame; ICRF), ist als siderischer Monat bekannt, da es die Zeit ist, die der Mond benötigt, um zu einer ähnlichen Position unter den Sternen zurückzukehren Sterne (lateinisch: sidera): 27,321661 Tage (27 d 7 h 43 min 11,6 s). 5 Diese Art von Monat wurde in den Kulturen des Nahen Ostens, Indiens und Chinas auf folgende Weise beobachtet: Sie teilten den Himmel in 27 oder 28 Mondvillen ein, eine für jeden Tag des Monats, die durch den/die markanten Stern(e) gekennzeichnet sind ) in ihnen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_month#Sidereal_month

Der synodische Monat (griechisch: συνοδικός, romanisiert: synodikós, was „zu einer Synode, dh einem Treffen gehörend“ bedeutet; in diesem Fall von Sonne und Mond), auch Lunation, ist die durchschnittliche Umlaufdauer des Mondes zur Verbindungslinie zwischen Sonne und Erde: 29 d 12 h 44 min und 2,9 s. Dies ist die Zeit der Mondphasen, denn das Aussehen des Mondes hängt von der Position des Mondes in Bezug auf die Sonne von der Erde aus gesehen ab.

Während der Mond die Erde umkreist, schreitet die Erde in ihrer Umlaufbahn um die Sonne voran. Nach Abschluss eines Sternmonats muss sich der Mond ein wenig weiter bewegen, um die neue Position mit dem gleichen Winkelabstand von der Sonne zu erreichen, die sich seit dem Vormonat scheinbar in Bezug auf die Sterne bewegt. Daher dauert der synodische Monat 2,2 Tage länger als der Sternmonat. Somit treten in einem gregorianischen Jahr etwa 13,37 siderische Monate, aber etwa 12,37 synodische Monate auf.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_month#Synodic_month

Die alten Menschen bemerkten den synodischen Monat, bevor sie den siderischen Monat bemerkten.

Und natürlich wäre der synodische Monat Ihres hypothetischen äußeren Mondes der Zyklus seiner Phasen, wie er von der Oberfläche des Riesenplaneten aus gesehen wird. Der bewohnbare Mond würde den äußeren Mond normalerweise aus einem anderen Winkel sehen als der Planet ihn sieht. Somit hätte der äußere Mond, vom Planeten aus gesehen, einen anderen Phasenzyklus als seine synodische Periode.

Daher kann es vorzuziehen sein, die synodische Periode der Umlaufbahnen der beiden Monde als Grundlage des Monats zu verwenden und die Phasen des äußeren Mondes zu ignorieren.

Die synodische Periode zweier Planeten, die einen Stern umkreisen, oder zweier Monde, die einen Planeten umkreisen, ist die Zeit, die die drei Körper brauchen, um in die gleiche relative Position zurückzukehren. Es könnte die Zeit sein, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Oppositionen des äußeren Mondes vom bewohnbaren Mond aus gesehen vergeht. In der Astronomie liegt Opposition vor, wenn sich ein (äußerer) Planet von der Erde aus gesehen genau auf der gegenüberliegenden Seite des Himmels von der Sonne befindet.

Mars hat eine Umlaufzeit von 1,88089 Erdjahren und eine Synodenperiode von 774,96 Tagen, Ceres hat eine Umlaufzeit von 4,604 Erdjahren und eine Synodenperiode von 466,6 Tagen, Jupiter hat eine Umlaufzeit von 11,86223 Erdjahren und eine Synodenperiode von 398,88 Tagen, Saturn hat eine Umlaufzeit von 29,477 Erdjahren und eine Synodenperiode von 378,09 Tagen, Uranus hat eine Umlaufzeit von 84,03 Erdjahren und eine Synodenperiode von 369,66 Tagen, Neptun hat eine Umlaufzeit von 164,793 Erdjahren und eine Synodenperiode von 367,48 Tagen , und Pluto hat eine Umlaufzeit von 247,689 Erdjahren und eine Synodenperiode von 366,72 Tagen.

Je näher also die Umlaufzeit eines äußeren Planeten an der Umlaufzeit der Erde liegt, desto länger wird die synodische Periode sein.

Um die synodische Periode des äußeren Mondes vom inneren bewohnbaren Mond aus gesehen so lang wie möglich zu machen, sollte der Unterschied zwischen ihren Umlaufzeiten um den Planeten so gering wie möglich sein. Und wenn die Umlaufbahn des äußeren Mondes nur ein wenig breiter ist als die des bewohnbaren Mondes, wird er bei jeder Opposition viel näher kommen als normalerweise und daher viel größer und heller aussehen als während des größten Teils der Synodenperiode.

Und ich denke, das ist alles, was ich im Moment zu schreiben habe.

14.10.2021. Fortsetzung in einer anderen Antwort:

Mit +1 bewertet, berührt es einige Probleme mit "bewohnbaren" Monden von Gasriesen, die ich interessant finde. Übrigens, "im Moment mit anderen Dingen beschäftigt, also ist dies eine kurze Antwort." Ich frage mich wirklich, was mit WB passieren wird, wenn Sie eine Auszeit hätten?
@Goodies Danke für deine netten Worte. Die am 12. Okt. verfasste Kurzantwort besteht nur aus dem Teil vor „Hinzugefügt am 13.10.2021“. Heute habe ich die Worte: „Lange Antwort“ unter „Hinzugefügt am 13.10.2021“ eingefügt, damit die Leute sehen können, wo die kurze Antwort endet und die lange Antwort beginnt. Meine lange Antwort wurde lang genug, dass ich sie in einer zweiten Antwort fortsetzen musste.
Ich habe die Antwort bearbeitet, um ein paar Links zu korrigieren, die jetzt funktionieren sollten.
@Goodies Um eine Umlaufbahn zu erreichen, die mehr als das Fünffache des Radius des Planeten beträgt, wo der Tag nur 25 Stunden lang ist, haben die massereichsten Planeten die etwa 13-fache Masse von Jupiter, haben aber nur geringfügig größere Radien oder sogar kleinere Radien als Jupiter, da er mit zunehmender Masse dichter statt breiter wird. Je massereicher ein Planet ist, desto weiter entfernt müsste ein Mond umkreisen, um einen 25-Stunden-Tag zu haben. Ein Planet mit der mehrfachen Masse des Jupiter, aber einem Radius, der nicht größer ist, könnte einen Mond mit einem 25-Stunden-Tag jenseits des bewohnbaren Randes haben.
Hervorragende und äußerst hilfreiche Statistiken. Etwa die 25. Umlaufzeit innerhalb des bewohnbaren Bereichs; Wenn die Anforderung für die Gezeitenheizung gestrichen würde, könnte dies dazu beitragen, eine der Berechnungen zu ändern?