SEHR sichtbar

Der Riesenplanet würde am L4- oder L5-Lagrange-„Trojaner“ -Punkt der Erde um die Sonne herum sein.

Oder genauer gesagt, die Erde würde sich im Trojanischen Punkt L4 oder L5 des Riesenplaneten befinden.

Stabilität:
Damit ein L4- oder L5-Trojaner-Punkt stabil ist, muss das Massenverhältnis des Primärplaneten (der Sonne) zum Riesen mindestens 25:1 betragen, und das Massenverhältnis des Riesenplaneten zu seinem trojanischen Begleiter muss es auch sein sein mindestens 25:1
Mathe hier: https://wmap.gsfc.nasa.gov/media/ContentMedia/lagrange.pdf
Für einen Riesenplaneten in Jupitergröße mit der Erde im Trojanischen Punkt sind diese Massenverhältnisse gut erfüllt.
Die Umlaufbahn wird selbst in astronomischen Zeitskalen stabil sein. Der Erdmond wäre auch in einer ähnlichen Konfiguration wie der jetzigen erlaubt, obwohl diese Umlaufbahn nur einigermaßen stabil sein wird und viel früher zum Verlust des Mondes führen wird als bei der aktuellen Konfiguration.

Aussehen: Der Riese wird bei 60 Grad von der Sonne sichtbar sein. Entweder vor der Morgendämmerung voraus (wenn die Erde auf L5 ist) oder nach Sonnenuntergang nachlaufend (wenn die Erde auf der L4-Position ist).
Jupiter wird als perfekte Halbkreis- Kugel angezeigt, die auf die Sonne zeigt.
Er wird einen scheinbaren Durchmesser von 0,053476 Grad haben, fast genau 1/10 so breit wie der Mond.
Unter der Annahme, dass die Nähe zur Sonne ihr Aussehen nicht verändert, hat sie eine scheinbare Helligkeit von 0,73 % des Vollmonds oder etwa 75-mal heller als die Venus in ihrer besten Form. Als kleiner pastellfarbener Halbkreis
wird er auf jeden Fall auch bei vollem Tageslicht sichtbar sein.

Dies sind die Lagrange-Punkte des Erde-Sonne-Systems.

L1, L2 und L3 liegen auf der Linie durch die Mittelpunkte der beiden großen Körper, während L4 und L5 jeweils als dritter Eckpunkt eines gleichseitigen Dreiecks fungieren, das aus den Mittelpunkten der beiden großen Körper gebildet wird.

Die Punkte L4 und L5 sind stabile Gravitationsschächte und neigen dazu, Gegenstände hineinzuziehen. Die Punkte L1, L2 und L3 sind Positionen eines instabilen Gleichgewichts. Jedes Objekt, das bei L1, L2 oder L3 umkreist, neigt dazu, aus der Umlaufbahn zu fallen.

Die Punkte L4 und L5 sind stabil, sofern die Masse des Primärkörpers (z. B. der Erde) mindestens das 25-fache der Masse des Sekundärkörpers (z. B. des Mondes) beträgt.

L4 und L5 befinden sich für einen Beobachter auf dem Terminator 60 Grad über dem Horizont und sind daher etwa 4 Stunden nach Sonnenuntergang oder 4 Stunden vor Sonnenaufgang sichtbar.

Da der Körper ein Riese ist, wird er sicherlich genug Licht reflektieren, um sichtbar zu sein.

Ich denke, der Titel Trojanischer Planet würde in diesem Fall an den kleineren Körper gehen.

Die L4- und L5-Punkte sitzen an den Spitzen von bequem gleichseitigen Dreiecken, vorausgesetzt, die betreffende Umlaufbahn ist im Wesentlichen kreisförmig. Das bedeutet, wenn die Erde ein Trojaner wäre, wäre der Körper, mit dem sie umkreist, ~ 1 AE von uns entfernt (oder etwa 150 Millionen Kilometer). Wenn der Körper Jupiter-Größe hätte (dh ~ 143000 km Durchmesser), würde sein scheinbarer Winkeldurchmesser etwa 3'17 "Bogen betragen ... das ist etwa ein Zehntel des Durchmessers des Mondes oder der Sonne von der Erde aus gesehen und viel größer als Da das durchschnittliche menschliche Auge (was auch immer das ist) eine Auflösung von ungefähr einer Bogenminute erreichen kann , sollte der Planet, der dreimal so groß ist, offensichtlich ein kleiner runder Fleck am Himmel sein, nicht nur ein heller Lichtpunkt. (Ich habe hier ursprünglich "Kreis" gesagt, aber es wird nur ein Teilkreis sein, weil es in einem Winkel zur Sonne steht ... es kann mit bloßem Auge wie ein Kreis erscheinen oder nicht, aber sogar mit niedrigem -angetriebenes Fernglas oder andere Hilfsmittel wird es offensichtlich nicht kreisförmig sein. Es hat immer die gleiche Größe und Form, unabhängig von der Tages- oder Jahreszeit )

Als grobes Beispiel ist hier ein Bild des Mondes mit einem Kreis von etwa 3 Bogenminuten Durchmesser, der auf dem Mare Serenetatis gezeichnet ist, das etwa 6 Bogenminuten breit ist, und Sie können in der nächsten klaren Nacht mit einem nach draußen gehen Vollmond und überzeugen Sie sich selbst von der relativen Größe.

Jupiters absolute Größe $H$kann aus seinem Durchmesser und seiner geometrischen Albedo (0,538) berechnet werden, was ungefähr -9,5 ergibt. Die scheinbare Helligkeit desselben Planeten in der Erdumlaufbahn, aber 60 Grad entfernt, wäre:

Wo$H$ist die absolute Größe,$D_{BS}$ist der Abstand vom Körper zur Sonne,$D_{BO}$ist der Abstand vom Körper zum Beobachter,$D_0$ist die Entfernung zwischen Erde und Sonne und$q(\alpha)$wird das Phasenintegral genannt, das für eine diffus reflektierende Kugel (was ein vernünftiges Modell für einen Planeten ist) bei 60° etwa 0,406 beträgt und den Anteil des Sonnenlichts darstellt, das von dem Planeten gestreut wird und auf uns zurückgeworfen wird. Alle Entfernungen betragen praktischerweise 1 AE, was dem Gasriesen eine scheinbare Helligkeit von -8,5 verleiht . Das ist übrigens hell ... heller als jeder andere Stern oder Planet am Himmel und nur von Mond und Sonne übertroffen. Es wäre 25-mal heller als die Venus in ihrer hellsten Form (und die Venus kann mit bloßem Auge in der Morgen- und Abenddämmerung gesehen werden), 10-mal heller als die ISS und äquivalent zu den hellsten Iridium- Eruptionen. Sie können heutzutage nicht mehr zuverlässig Dinge sehen, die so hell sind wie diese Fackeln, jetzt, wo die ursprünglichen Iridium-Satelliten deorbitiert wurden, aber sie waren anscheinend bei Tageslicht zu sehen , sogar außerhalb der normalen Venus-Betrachtungszeitskala.

Ja, ein Planet in Jupitergröße in der gleichen Umlaufbahn wie die Erde wäre definitiv sichtbar. Der Planet Jupiter ist mit bloßem Auge am Nachthimmel sichtbar, selbst wenn er etwa 400 bis 600 Millionen Mil von der Erde entfernt ist. Wenn er also etwa 93 Millionen Meilen von der Erde entfernt ist, wird er viel heller und besser sichtbar sein.

Wenn das Sonnensystem einen viel dunkleren Stern hat, müssten die Analoga von Erde und Jupiter eine Umlaufbahn teilen, die viel näher am Stern liegt als in unserem Sonnensystem, damit das Analogon der Erde warm genug ist.

Da die Umlaufbahn des Mondes elliptisch ist und er sich der Erde nähert und weiter entfernt, variiert der Winkeldurchmesser des Mondes von der Erde aus gesehen zwischen 29,3 und 34,1 Bogenminuten. Da ein Bogengrad 60 Bogenminuten hat, beträgt der Winkeldurchmesser des Mondes von der Erde aus gesehen etwa ein halbes Grad.

Jupiter hat einen Äquatorradius von 71.492 Kilometern und damit einen Äquatordurchmesser von 142.984 Kilometern. Um einen Winkeldurchmesser von 0,5 Grad zu haben, müsste Jupiter so weit entfernt sein, dass der Umfang des Kreises um den Beobachtungspunkt 720 mal 142.984 Kilometer oder 102.948.480 Kilometer betragen würde. Der Radius dieses Kreises wäre also 16.384.773,32 Kilometer.

Das Jupiter-Analogon und das Erd-Analogon würden also die Sonne analog in einer Entfernung von 16.384.773,32 Kilometern umkreisen, und sie wären entlang der Umlaufbahn 16.384.773,32 Kilometer voneinander entfernt. 16.384.773,32 Kilometer sind etwa 0,109524447 Astronomische Einheiten (AE) oder fast 11 Prozent der Entfernung zwischen Erde und Sonne.

Ich stelle fest, dass der potenziell bewohnbare Exoplanet Gliese 180 b den roten Zwergstern Gliese 180 in seiner zirkumstellaren bewohnbaren Zone in einer Entfernung von 0,103 AE mit einer Periode von etwa 17,38 Tagen umkreist. Gliese 180 ist ein M2V- oder M3V-Stern vom spektralen Typ.

Und ein Planet, der seinen Stern so nah umkreist, würde durch die Gezeiten an diesen Stern gebunden werden, wobei seine Rotation verlangsamt würde, bis eine Seite immer dem Stern zugewandt und die andere Seite immer abgewandt wäre. Das könnte Leben auf dem Planeten unmöglich machen. Andererseits könnten eine ausreichend dichte Atmosphäre und Ozeane Wärme von der Tagseite zur Nachtseite des Planeten transportieren. Und die Schwerkraft des nahegelegenen Jupiter-Analogplaneten könnte verhindern, dass der Erde-Analogplanet durch Gezeiten an seinen Stern gebunden wird.

Angenommen, Planet X befindet sich am L3-Punkt Erde-Sonne – wäre er uns die ganze Zeit verborgen? Nein. Da die Umlaufbahn der Erde elliptisch ist, wäre Planet X sichtbar, kurz nachdem die Erde ihr Perigäum passiert hat. Dieses Problem findet sich in Goldsteins Classical Mechanics.