Könnte ein Objekt die Sonne für 3 Stunden aus der Sicht der Erde verdecken?

Ist es möglich? Nicht wirklich. Nicht mit Ihren Kriterien. Könnten einige verrückte Wissenschaftler es möglich machen, als ob wir den Mond größer machen würden? Äh, vielleicht.

Arten von Finsternissen .

Nasa-Eclipse-Seite (scrollen Sie nach unten für Karten über 20-Jahres-Zeiträume).

2001-2020 Karte unten.

Die Karte hat eine Notation für hybride Sonnenfinsternisse (siehe hier ), die für die Frage nicht so relevant sind.

Totale Sonnenfinsternisse (blaue Linien auf der Karte) sind ziemlich klein, weil der Kernschatten oder die vollständig schattierte Region, die der Mond auf die Erde wirft, klein ist, im Durchschnitt vielleicht 150 km im Durchmesser, maximal 267 km. Alle Planeten und Objekte, die die Sonne umkreisen, werfen einen Kernschatten, der sich hinter ihnen erstreckt. Der Mond (Durchmesser 3.474 km) wirft immer irgendwo im Weltraum einen Kernschatten, der etwa 1/400 des Durchmessers der Sonne beträgt, sein Kernschatten beträgt etwa 1/399 der Entfernung zwischen Sonne und Mond oder ungefähr 375.000 km im Durchschnitt . Finsternisse finden auf der Erde statt, wenn die Erde unter dem Kernschatten des Mondes ausgerichtet ist. Meistens reihen sie sich nicht aneinander, weshalb Finsternisse selten sind, aber der Kernschatten ist immer irgendwo im Weltraum, nicht allzu weit von der Erde entfernt, und folgt der Bahn des Mondes.

Schurkenplanet

Ihr Szenario erwähnte planetenartig. Wenn es sich nun um einen Planeten aus unserem Sonnensystem handelt, würde dies bedeuten, dass die Umlaufbahnen von Erde / Venus / Mond gestört werden, von denen Sie angegeben haben, dass Sie sie nicht möchten. Es besteht auch eine echte Gefahr, wenn Sie ein planetenähnliches Objekt in einer erdnahen Umlaufbahn haben, das von Zeit zu Zeit vorbeikommt, nah genug, um seinen Umbra über die Erde zu werfen. Aus Sicherheitsgründen ist "nur auf der Durchreise" der richtige Weg.

Ein Schurkenplanet auf einer hyperbolischen Bahn an der Sonne vorbei, der durch einen sehr seltenen Zufall zwischen Erde und Sonne verläuft, aber nahe genug ist, um seinen Umbra über die Erde zu werfen, wäre, gelinde gesagt, sehr selten, aber ein theoretisch mögliches Szenario eine totale Sonnenfinsternis über der Erde, aber sie müsste sehr nah und genau im richtigen Winkel passieren, um den 1/2 von 1 Grad Bogen zu blockieren, den die Sonne am Himmel einnimmt.

Wie knapp?

Mars hat ungefähr den doppelten Durchmesser des Mondes, müsste also innerhalb von etwa 750.000 km an der Erde vorbeikommen und genau richtig ausgerichtet sein, um einen winzigen Kernschatten zu werfen, der sich über die Erde bewegt.

Venus, etwa 3,5-facher Durchmesser, etwa 1,3 Millionen km

Jupiter, der etwa den 41-fachen Durchmesser des Mondes hat, müsste innerhalb von etwa 15 Millionen Kilometern vorbeikommen, um einen Kernschatten von ähnlicher Größe wie der typische Kernschatten der Mondfinsternis auf die Erde zu werfen.

Und das sind die Mindestabstände. Sie müssten den theoretischen Planeten ziemlich gut innerhalb dieser Grenzen haben, um einen Umbra von signifikanter Größe zu haben, und für eine 3-stündige Sonnenfinsternis ist größer besser.

Wie würde ein Schurkenplanet aussehen, der so nah vorbeikommt?

Bedenken Sie, dass er nahe genug vorbeizieht, dass er größer als der Mond aussieht, zumindest für mehr als 3 Stunden. Wie nah es sein müsste, hängt von der Größe ab, wie oben erwähnt.

Die Mindestgeschwindigkeit für ein Objekt auf einer hyperbolischen Flugbahn, das gerade durch das Sonnensystem geht, aber in Erdnähe ist, wäre die Fluchtgeschwindigkeit der Erde oder die Umlaufgeschwindigkeit der Erde (108.000 km/h) mal der Quadratwurzel von 2, und wenn es sich dem nähert auf derselben Ebene und in derselben Richtung wie die Erde, die Relativgeschwindigkeit zwischen diesem Schurkenplaneten und der Erde, die minimale Relativgeschwindigkeit würde etwa 45.000 km/h betragen, geben oder nehmen. Das ist das absolute Minimum, da ein theoretischer Schurkenplanet, der in die Erdumlaufbahn eindringt, normalerweise ein gutes Stück schneller reisen würde.

Damit ein Planet wie dieser 3 Stunden zwischen Erde und Sonne bleibt, müsste er etwa 3 mal 45.000 km im Durchmesser haben oder fast so groß wie Jupiter.

Ein kleiner Schurkenplanet könnte einen Umbra nicht annähernd 3 Stunden lang über die Erde werfen, weil er viel zu schnell über die Erde fliegen würde. Ein jupitergroßer Schurkenplanet könnte theoretisch, wenn er näher als näher als 15 Millionen km wäre, seinen Kernschatten etwa 3 Stunden lang über die Erde werfen, aber das wäre nahe genug, um die Umlaufbahn der Erde zu verändern und zumindest geben der Erde einen signifikanten Klimawandel, indem sie die Erde ein paar Millionen Kilometer näher oder weiter von der Sonne wegschieben. Kein ideales Szenario.

Es gibt also kein Szenario, das das tut, was Sie verlangen. Sie bräuchten einen Planeten von der Größe von Jupiter mit der Masse von Neptun oder vielleicht weniger, um die Erde / den Mond ungestört zu lassen. Ein Neptun-Massenplanet mit einem großen Ringsystem. . . nur vielleicht. Aber wenn man bedenkt, wie selten Ihr Szenario von Anfang an ist, werde ich im Grunde nein sagen. Sie könnten es tun, aber es würde die Umlaufbahn der Erde verändern, oder Sie könnten es mit einem kleineren Planeten tun, aber für viel weniger als 3 Stunden. Auf jeden Fall wäre es ein absurd seltenes Szenario, egal was passiert.

Was, wenn wir den Mond bewegen?

Bei Schurkenplaneten habe ich mir nur die relative Geschwindigkeit zwischen den Planeten angesehen, die für einen kurzsichtigen Schiedsrichter nahe genug ist. Wenn Sie den Kernschatten des Mondes betrachten, ist die Bewegung des Mondes viel langsamer, daher müssen Sie auch die Rotation der Erde berücksichtigen.

Der Mond (synodische Periode) braucht 59 Minuten, um die Sonne zu überqueren, das heißt von der Spitze zur vollen Deckung, und weitere 59 Minuten zurück zur Spitze. (basierend auf einer synodischen Umlaufbahn von 29,5 Tagen, 29,5 Tage, um 360 Grad abzudecken, die Sonne, ungefähr 1/2 von 1 Grad am Himmel). Also 158 Minuten partielle Sonnenfinsternis und ein Rekord von 7 Minuten totaler Sonnenfinsternis an einem Punkt auf der Erde (7 Minuten, der Rekord für eine totale Sonnenfinsternis ist möglich, wenn der Mond etwas größer als die Sonne ist, nahe an seinem Perigäum ).

Wenn also unsere verrückten Wissenschaftler den Mond näher an die Erde ziehen, verlängert sich die Zeitspanne für eine totale Sonnenfinsternis, aber die Geschwindigkeit, mit der sich der Mond über die Sonne bewegt, nimmt ebenfalls zu, sodass Sie effektiv die 7 Minuten der Gesamtsumme erhöhen, aber die 158 verringern Minuten teilweise. Wenn Sie den Mond ganz in eine geostationäre Umlaufbahn ziehen, etwa 10,5-mal näher, würde der Mond enorme 5,25 % des Himmels überspannen, aber er würde sich nicht am Himmel bewegen, während die Sonne dies tun würde und die Sonne, die darüber kreuzt 1 Grad Himmel in 4 Minuten würde in nur 21 Minuten hinter dem riesigen geostationären Mond vorbeiziehen. Sie können keine 3-Stunden-Finsternis erzeugen, indem Sie den Mond näher heranziehen.

Hier kommt die Rotationsgeschwindigkeit der Erde ins Spiel. Der Mond bewegt sich in seiner Umlaufbahn mit etwa 3.683 km/h über die Erde und relativ zur Sonne, aber da sich die Erde in einer Umlaufbahn befindet, ist die effektive Geschwindigkeit relativ zur Sonne ( Synodisch nicht siderisch) ist etwa 8 % geringer.

Der Kernschatten des Mondes bewegt sich effektiv mit der Relativgeschwindigkeit des Mondes – zumindest nahe genug.

Die Erde dreht sich in die gleiche Richtung wie der Mond, mit einer Spitzengeschwindigkeit am Äquator von etwas über 1.600 km/h. Tatsächlich versucht die Rotation der Erde, mit der Bewegung des Kernschattens während einer Sonnenfinsternis Schritt zu halten, aber der Kernschatten bewegt sich etwa doppelt so schnell von West nach Ost, wie sich die Erde von West nach Ost dreht.

Also die Lösung für Ihre 3-Stunden-Finsternis? Vergrößern Sie den Mond und schieben Sie ihn weiter weg, damit er die Erde langsamer umkreist und sein Kernschatten sich näher an die Rotationsgeschwindigkeit der Erde bewegt, wodurch eine 3-stündige Sonnenfinsternis zur Mittagszeit in der Nähe des Äquators entsteht. . . möglich.

Wenn wir den Mond durch die Venus (3,5-facher Durchmesser des Mondes) ersetzen und ihn etwa dreimal weiter wegschieben (was die Grenzen der Stabilität der Hügelkugel der Erde überschreiten würde), dann wären Sie viel näher dran , da sich unser neuer "Venus-Mond" immer noch zu schnell über den Himmel und über die Sonne bewegen würde, aber er würde sich langsamer und näher an der Rotationsgeschwindigkeit der Erde bewegen, was zu Finsternissen führen würde, die viel länger am Himmel blieben. Wenn Sie das getan haben, könnten Sie Ihre 3 Stunden totale Sonnenfinsternis bekommen. Sie würden die Venus nicht zu weit schieben wollen, weil Sie wollen, dass sie viel größer als die Sonne am Himmel ist, aber 3 mal die Mondentfernung, sie wäre etwa 15% größer und nahe an der Grenze der Orbitalstabilität.

Andere dumme Ideen.

Wenn Sie nun den Planeten Uranus in den L1-Trojanerpunkt der Erde verschieben würden, der . . . Nun, der Trojanische Punkt wäre weiter entfernt, da die Masse des größeren Planeten so dominiert. . . das würde nicht funktionieren und da die L1-Punkte nicht stabil sind, wäre es auch sehr gefährlich. Weiter gehts.

Wenn Sie Uranus dorthin verschieben würden, wo die Erde ist, und die Erde zu einem Trabanten von Uranus machen würden. . . Wir könnten jedes Mal, wenn wir auf der anderen Seite von Uranus waren und eine Umlaufbahn machten, länger als 3 Stunden Finsternisse bekommen. Scheint eine Menge Arbeit zu sein, aber nur für eine Sonnenfinsternis. . . . aber das würde auch gehen.

Okay, ich höre jetzt auf.