(Альтернативная) причина времен года: орбита с большим эксцентриситетом

На Земле мы переживаем времена года из-за наклона оси нашей планеты.

Земля вокруг Солнца в каждое солнцестояние и равноденствие

Это распространенное заблуждение, что времена года вместо этого вызваны расстоянием нашей планеты от солнца, изменяющимся по мере того, как она движется по орбите. Расстояние Земли от Солнца меняется в течение года, но это изменение слишком мало, чтобы как-то повлиять на температуру планеты. Фактически, в северном полушарии Земля летом находится дальше всего от Солнца.

Земля на своей орбите с указанием расстояния от Солнца летом и зимой

Представьте похожую на Землю обитаемую планету с нулевым осевым наклоном (игнорируя колебание) и гораздо более высоким эксцентриситетом орбиты, чем у Земли (точные значения на данный момент не важны, но не стесняйтесь вычислять их для дополнительного признания). Для этой планеты «лето» — это время, проведенное ближе всего к солнцу, а «зима» — это время, проведенное дальше всего от солнца.

Мощная симуляция того, как может выглядеть такая система, отрендеренная с помощью MS Paint.

Является ли эта установка возможным объяснением времен года на вымышленной планете?

Если да, то как сезонный цикл планеты будет отличаться от земного (при прочих равных условиях)?
Будет ли существовать понятие равноденствия?

Солнцестояние и равноденствие происходят из-за разной продолжительности дня, отсутствие осевого наклона устраняет это. Если ваше расстояние варьируется настолько, что влияет на сезонные изменения, ваши времена года не будут одинаковой продолжительности. Лето будет короче зимы, поскольку орбитальная скорость будет тем выше, чем ближе к звезде, и тем медленнее, чем дальше. В зависимости от того, насколько далеко от первичной планеты находится ваша планета в течение двух сезонов, разница может быть довольно большой.
Правильно, все дни будут одинаковой длины. Хм. Может быть интересным дополнительным вопросом, чтобы увидеть, какая примитивная астрономия может появиться на такой планете.
@ApproachingDarknessFish Ну, поначалу астрономия может показаться им немного скучнее, но столь же полезной.
Это немного выходит за рамки моего опыта, но я думаю, что возможен и дополнительный сценарий: более эллиптическая орбита, которая не является эксцентричной. В году будет два лета и две зимы.
@ Дэн Хендерсон Я не думаю, что это сработает, поскольку солнце всегда находится в одном из фокусов эллипса (не в центре).
@ApproachingDarknessFish ах, да, после небольшого исследования я вижу, как наличие солнца в центре будет мешать менее круговому орбитальному пути. (Кроме того, теперь я вижу, что я ужасно неправильно использовал термины «эллиптический» и «эксцентрический» в моем предыдущем комментарии по отношению к моему предполагаемому значению. Тем не менее, каким-то образом вы все равно поняли, что я имел в виду, так что спасибо вам за это!) путь будет более резко искривлен, когда он находится ближе всего к солнцу, а не прямее.
Да. Это планета Плур из « Галактического патруля » Э.Э. «Дока» Смита (на самом деле «Дети объектива », шестой том серии).

Ответы (1)

Да, более эксцентричные орбиты возможны, и вы можете найти или указать причины, по которым она останется такой (например, откачка из газового гиганта). На самом деле, ожидается, что это будет иметь место для внутренних планет вокруг тусклых красных звезд (намного ближе, чем Земля к нашему Солнцу, чтобы получить такой же общий свет), когда гигант также присутствует дальше. Интересно, что день будет синхронизирован с годом, а год будет состоять всего из нескольких земных дней, поэтому мы бы назвали эту часть суточного цикла, а не сезоны . В любом случае, вы можете правдоподобно сказать, что система, подобная Земле, имеет более эксцентричную орбиту, и только самые продвинутые читатели будут подвергать сомнению долгосрочную динамику и согласовывать ее с текущими моделями формирования.

Большая разница, которую вы обнаружите, будет заключаться в продолжительности сезонов. Планета движется медленнее всего на дальнем конце орбиты (и наоборот), поэтому у вас будет длинная зима и короткое лето.

В общем, у вас будет осевой наклон, также дающий комбинированный эффект. Это будет меняться в относительной фазе в течение тысяч лет по мере прецессии оси. И ось планеты меняется от десятков до сотен миллионов лет, гадая в разные стороны, поэтому найти ее там, где она оказывается вертикальной, — временное условие, и жизнь будет развиваться, чтобы соответствовать этому, потому что это такой большой временной масштаб, но это покажет история других наклонов.

Чтобы стабилизировать наклон планеты, нужно что-то вроде нашей большой луны.

Чтобы узнать больше об этих взаимосвязанных темах, я предлагаю вам ознакомиться с серией еженедельных коллоквиумов SETI. Их можно найти на Youtube.

Не беспокойтесь о стабильности орбиты. Орбита Марса не так уж сильно эксцентрична, и это уже оказывает довольно заметное влияние на времена года. Проверьте en.wikipedia.org/wiki/Mars#Climate.