Zentralplanet im Doppelsternsystem?

zentraler Planet

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

Der Wikipedia-Artikel beschreibt Umlaufbahnen vom P-Typ und S-Typ für Planeten in Doppelsternsystemen. Es gibt möglicherweise einige andere quasistabile, unkonventionelle Umlaufbahnen.

Aber was ist mit einem zentralen Planeten? Ich habe dem Diagramm einen mit seinem "W-Typ"-Nonorbit hinzugefügt. Der Ptolemäus-Planet ist zwischen seinen beiden Sonnen gleicher Masse geparkt. Es umkreist nicht, sondern sitzt dort in der Mitte, zentriert zwischen den Sternen. Physikalisch scheint es so, als ob es stabil sein sollte. Wie der Planet dorthin gelangen würde, ist eine andere Sache - wahrscheinlich müsste es ein Konstrukt oder vielleicht ein Überlebender einer komplexeren Anordnung mehrerer Planeten sein, in der andere Spieler jetzt weg sind und Ptolemaios still sitzt.

Natürlich müssten die Sterne ausreichend weit voneinander entfernt sein, damit ihr kombiniertes Licht keinen Planeten backt, den wir mit süßem außerirdischem Leben duften lassen wollen. Ptolemäus würde sich außerhalb der Bewohnbarkeitszone beider Sterne befinden, und wahrscheinlich gibt es keine Umlaufbahn vom P- oder S-Typ um diese weit auseinander liegenden Doppelsterne, die den Planeten nicht backen oder tieffrieren würden.

Die gemeinsamen Bemühungen der 2 Sterne erzeugen diese kleine Bewohnbarkeitszone, die dazwischen zentriert ist.

Plausibel?

Wie in den Antworten darauf hingewiesen wird, ist Standort W instabil. Es ist eigentlich ein L1-Lagrange-Punkt im Zwei-Sterne-System.
Es wäre so unmöglich, wie einen Magneten zwischen zwei Magneten aufzuhängen, ohne einen der beiden zu berühren. Die kleinste Bewegung in Richtung eines würde es sofort zum nächsten schnappen lassen. Gleiche Mathematik, andere Zeitskala.
„Auf der Straße gehen. Gehen Sie rechts, sicher. Gehen Sie nach links, sicher. Gehen Sie früher oder später in die Mitte, werden Sie zerquetscht, genau wie eine Traube.
Die andere Möglichkeit (genauso unwahrscheinlich wie Ihr W-Typ) wäre eine Art Achterbahn, bei der der Planet regelmäßig zwischen jedem der beiden Sterne ausgetauscht wird. Dies ist noch weniger wahrscheinlich stabil und sicherlich weniger wahrscheinlich bewohnbar, aber es ist theoretisch möglich und wäre in einem hyperfuturistischen fiktiven Universum wirklich cool. (Sie müssten ein solches System fast absichtlich einrichten und es möglicherweise im Laufe der Zeit aufrechterhalten - möglicherweise in Reichweite einer Typ-II-Zivilisation - aber wir sind noch nicht einmal Typ-I ...)

Antworten (4)

Physikalisch scheint es so, als ob es stabil sein sollte

Macht es?

Scheint so, als ob er auf Messers Schneide balanciert ist ... ein kleiner Schubs in Richtung eines der Sterne führt dazu, dass er aus seiner Position beschleunigt, weil die Anziehungskraft des näheren Sterns stärker ist als die des entfernteren Sterns. Sie werden am Ende mit einem Absturz zum feurigen Untergang enden (oder zumindest mit einer Kometenflugbahn, die den feurigen Untergang über einige Umlaufbahnen verteilen wird).

Die Anwesenheit eines anderen Körpers im System scheint das empfindliche Gleichgewicht zu stören. Selbst wenn es nur diese drei wären, würde ich nicht darauf wetten wollen, dass es lange genug stabil bleibt, um Leben zu entwickeln.

Keine Notwendigkeit für einen vierten Körper. Kleine Abweichungen von einer perfekten kugelsymmetrischen Form für einen der drei Körper würden ausreichen.
Dies kann in der Physik als Zustand des „instabilen Gleichgewichts“ bezeichnet werden.

L 1 Lagrange-Punkte sind instabil

Sie haben Recht, dass es zwischen zwei großen Massen Gravitationsgleichgewichtspunkte gibt. Diese sind als Lagrange-Punkte bekannt.

Es gibt fünf solcher Punkte, die mit L 1 bis L 5 bezeichnet sind, alle in der Orbitalebene der zwei großen Körper, für jede gegebene Kombination von zwei Orbitalkörpern. L 1 , L 2 und L 3 liegen auf der Linie durch die Mittelpunkte der beiden großen Körper, während L 4 und L 5 jeweils als dritter Eckpunkt eines gleichseitigen Dreiecks wirken, das mit den Mittelpunkten der beiden großen Körper gebildet wird. L 4 und L 5 sind stabil, was bedeutet, dass Objekte sie in einem rotierenden Koordinatensystem umkreisen können, das an die beiden großen Körper gebunden ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die instabilen Lagrange-Punkte sind genau das: Punkte. Jedes reale Objekt mit realer Masse erstreckt sich in den Bereich, in dem es Gravitationsunterschiede gibt (die nicht einheitlich sind, es sei denn, die beiden Hauptobjekte haben genau dieselbe Masse, Dichte und perfekte Kugeln - also keine Sterne) und driften weg.

Natürliche Trojaner können bei L 4 und L 5 existieren . Solche Systeme sind nur in jedem System mit mehr als 3 Körpern (dh allen realen Systemen) metastabil, da eine ausreichende Störung durch andere Körper sie aus der stabilen Zone herausschlagen wird. Die Faustregel für die Langzeitstabilität lautet m 1 > 100 m 2 > 10.000 m 3 für den primären, sekundären bzw. Trojaner. Es gibt sicherlich binäre Systeme, die dieses Kriterium erfüllen könnten.

Es gibt und gibt geplante Missionen, die Satelliten sowohl an stabilen als auch an instabilen Lagrange-Punkten der Erde (und anderer Planeten) platzieren. Während die instabilen Stationshaltung erfordern, ist der Treibstoffbedarf gering. Das bedeutet zum Beispiel, dass ein Sonnenobservatorium auf L 1 mit minimalem Treibstoffverbrauch auf Station gehalten werden kann, der Sonne näher ist als der Erde und immer in Kommunikation ist. Ohne Schub driftet ein Objekt an einem instabilen Lagrange jedoch schnell weg.

Im Sonnensystem sind die Jupiter-Trojaner ungefähr so ​​zahlreich wie die Asteroiden im Asteroidengürtel, und Trojaner wurden für Venus, Erde, Mars, Uranus, Neptun, Ceres und Vesta identifiziert – einige sind vorübergehend und andere stabil.

Nun, nicht so sexy symmetrisch wie L1 genau dazwischen, aber ich denke, ein Planet bei L4 oder L5 wäre in Ordnung. L4 _und_L5. Sie könnten sich gegenseitig anstarren.
@Willk Das sind tatsächlich die Standorte der griechischen und trojanischen Asteroiden im Jupiter-Sol-System. Es ist sicherlich plausibel, dass Sie an diesen Lagrange-Punkten einen einzelnen Planetenkörper haben könnten, anstatt eine Reihe von Asteroiden. Aufgrund der Art und Weise, wie sich Trojaner und Griechen bilden, würden Sie ungefähr die gleiche Masse an den Lagrange-Punkten L4 und L5 erwarten, obwohl es je nach historischem Unfall (z. B. einem Durchgang von einem großen externen Körper) möglich ist, dass man einen einzigen Planeten hat und die andere haben noch Asteroiden

Ich glaube nicht, dass diese Position stabil ist: Jede kleine Abweichung von der genauen Mitte, in der sich die Gravitationskräfte ausgleichen, würde dazu führen, dass der Planet weiter weg driftet.

Gründe für die Abweichung können sein, um nur einige zu nennen: Massenungleichgewicht im Planeten, Massenungleichgewicht in einem der beiden Sterne, unterschiedliche Gravitationskräfte auf einem der 3 Körper.

Vergessen Sie auch nicht, dass das Zentrum oder die Masse des Systems einen anderen Attraktor (com of the Galaxy) umkreisen würde, und eine solche Umlaufbahn würde unweigerlich dazu führen, dass sich einer der Körper vom Sweet Spot wegbewegt, mit katastrophalen (für die Planeten) Folgen.

Ort W ist das, was wir "instabiles Gleichgewicht" nennen würden.

Während es zwischen zwei Doppelsternen einen atomgenauen Ort gibt, an dem die gravitative Anziehungskraft auf jeden Stern gleich ist, führt jede Störung von diesem Punkt weg zu einer größeren Anziehungskraft auf einen Stern, der den Planeten „W“ unweigerlich aus diesem zentralen Ort herausziehen wird.

Darüber hinaus gilt die gleiche Logik, um aus der Akkretionsscheibe am Ort W einen Planeten zu machen: Staub wird durch jede Störung weggezogen.

Planet W ist nicht plausibel und kann nicht existieren. Die beste Option für etwas an Position W wäre ein Artefakt einer fortgeschrittenen Zivilisation (mit Antrieb, um es an Ort und Stelle zu halten, oder einem unvermeidlichen Zerfall der Umlaufbahn).

Ich hatte gehofft, dies würde sich als einer dieser stabilen Lagrange-Punkte herausstellen, an denen Kräfte dazu neigen, den Planeten zurück in die Mitte zu ziehen. Kräfte, wissen Sie. Vielleicht, wenn ich ein paar Epizyklen hinzufüge...
Es IST einer dieser Lagrange-Punkte. Einer der instabilen.