У меня есть вопрос о том, как повлияют времена года и лунный цикл в системе, где одна планета вращается вокруг Солнца №1, а Солнце №1 вращается вокруг второго Солнца. В сети нашел такое описание:
«Тип II: «Близкие звезды» — Солнца могут занимать разные части неба, что указывает на то, что одно солнце вращается вокруг другого дальше, чем планета». (У меня был скетч, но я не знал, как его загрузить)
Чтобы упростить объяснение, я собираюсь предположить, что Солнце № 1, планета и Луна этой системы имеют одинаковую массу и размер Земли, это Луна и это Солнце. Планета находится в обитаемой зоне Солнца № 1, но вне гравитационного притяжения второго солнца. Итак, я предполагаю, что мои вопросы:
Как повлияет на лунный цикл, если планета будет вращаться между двумя солнцами? Бывают ли времена, когда кажется, что солнце никогда не заходит, или дни становятся в два раза короче, потому что по обе стороны планеты 3-4 месяца в году есть солнце?
Может ли описанная выше ситуация вызвать значительный сдвиг времен года (лето, зима, весна), когда планета находится между двумя солнцами?
Определяет ли размер солнца или его масса гравитационное притяжение? Возможно ли вообще, чтобы такая система выжила, или она в конечном итоге застрянет между гравитационным притяжением обоих солнц, или переключится на орбиту в форме восьмерки, и в конечном итоге будет выброшена с орбиты обоих солнц.
Я собираюсь интерпретировать то, что вы спрашиваете, следующим образом: Луна вращается вокруг планеты, планета вращается вокруг Солнца № 1, а Солнце № 1 образует двойную звездную систему с Солнцем № 2. Планета находится достаточно близко к Солнцу № 1, поэтому гравитационное воздействие Солнца № 2 невелико.
Я считаю, что это стабильное расположение, особенно если Солнце № 2 находится очень далеко. Это очень похоже на то, как спутники Юпитера находятся на стабильных орбитах, хотя Юпитер и Солнце вращаются друг вокруг друга*. На самом деле я считаю, что были обнаружены планеты, которые вращаются вокруг звезд в двойных системах. (Если у кого-то есть ссылка, пожалуйста, отредактируйте ее.)
Что касается того, какое влияние это окажет на времена года, то это сильно зависит от относительной яркости двух звезд. Поскольку звезды могут сильно отличаться друг от друга по размеру (см. http://what-if.xkcd.com/83/ , а также бесконечные видео на YouTube на эту тему), вполне возможно, что Солнце № 2 может быть самым ярким. в небе, хотя Солнце №1 гораздо ближе.
Также вполне возможно, что Солнце № 2 будет всего лишь крошечной светящейся точкой среди всех других звезд, возможно, даже невидимой без телескопа. Вероятно, это наиболее вероятный сценарий, но он также немного скучен, поэтому давайте предположим, что Солнце № 2 — это какая-то гигантская звезда, так что оно имеет примерно ту же величину, что и Солнце № 1, если смотреть с планеты.
Есть несколько вариантов того, как два Солнца могут двигаться по небу, которые зависят от конфигурации орбит. Одна из возможностей состоит в том, что все четыре тела могут вращаться примерно в одной плоскости, как гигантская версия нашей Солнечной системы. В этом случае будет время года, когда планета и два ее Солнца находятся примерно на одной линии. В это время года Солнца кажутся в небе близко друг к другу, восходя и заходя друг за другом, как в известной сцене из «Звездных войн»**.
Полгода спустя три тела снова выстроятся в линию, но на этот раз с планетой между двумя Солнцами. Затем они появлялись на противоположных сторонах неба, одна поднималась, а другая садилась. Таким образом, как вы говорите, действительно все время будет светло.
Однако свет от двух солнц может быть разным по качеству. Поскольку Солнце № 2 гораздо крупнее Солнца № 1, оно также, вероятно, будет горячее. В этом случае может показаться, что теплее, когда Солнце №1 находится в небе, но ярче, когда Солнце №2 восходит. Свет от Солнца № 1 также будет заметно краснее, а свет от Солнца № 1 — заметно голубее.
Если Солнце № 1 — очень тусклая звезда, можно даже наблюдать свет от Солнца № 1, отраженный от его поверхности. В этом случае у него были бы фазы, как у земной Луны. Полная фаза наступает, когда два Солнца находятся на противоположных сторонах неба, а «Новое Солнце №1» — когда они находятся в одной и той же части неба. (Было бы неплохо сделать некоторые расчеты, чтобы увидеть, возможно ли это на самом деле. Я этого не делал.)
Говоря о фазах, Луна будет отражать свет обоих Солнц. Обычно это выглядит как две фазы луны, наложенные друг на друга. Если бы у двух звезд была разная температура (таким образом, они излучали бы свет разного цвета), мне кажется, это выглядело бы очень круто.
Также возможно, что планета может вращаться вокруг Солнца № 1 в плоскости, отличной от той, в которой две звезды вращаются друг вокруг друга. Возьмем крайний случай и скажем, что они находятся под прямым углом друг к другу. Я предполагаю, что ось вращения планеты более или менее совпадает с ее орбитой вокруг Солнца №1.
Теперь мы должны рассмотреть два «года»: время, необходимое планете для обращения вокруг Солнца № 1, и время, необходимое двум звездам для обращения друг вокруг друга, которое обязательно будет больше — возможно, в 100 000 раз дольше. Я назову этот второй год «длинным годом», а другой — «коротким годом». Мы можем представить, что короткий год чем-то похож на земной год.
Если это подходящее время в этом длинном году, произойдет интересная вещь. Плоскость, в которой вращается планета, будет перпендикулярна воображаемой линии, проведенной между двумя звездами. Это означает, что ось вращения планеты будет указывать на Солнце № 2: оно будет появляться в одной и той же части неба весь (короткий) год, точно так же, как Полярная звезда на Земле. Таким образом, одно полушарие планеты будет иметь постоянный свет от Солнца № 2, а другое — только свет от Солнца № 1, которое восходит и заходит ежедневно.
Эта ситуация изменится в течение долгого года. Через четверть года (а это могут быть десятки тысяч коротких лет) Солнца будут более или менее выровнены с плоскостью орбиты планеты, и ситуация будет аналогична ситуации, когда все они вращаются в одной плоскости, как описано выше. выше. Еще четверть долгого года, и ситуация обратная: противоположное полушарие постоянно подвергается воздействию Солнца №2.
Есть и другие возможности, зависящие от относительного выравнивания орбиты планеты, ее оси вращения и плоскости орбиты звезд. Поскольку все они не будут точно совпадать друг с другом, времена года на такой планете будут сложными. На Земле времена года связаны с наклоном оси вращения Земли относительно плоскости ее орбиты. Это, вероятно, будет действовать и на этой планете, но расположение двух звезд на небе, вероятно, будет иметь больший эффект. Происходят ли эти два типа «сезона» в фазе или в противофазе друг с другом, будет меняться в течение долгого года.
* Юпитер достаточно массивен, чтобы можно было сказать, что Солнце вращается вокруг него, а также оно вращается вокруг Солнца. Два тела вращаются вокруг своего общего центра масс, который находится внутри Солнца, но довольно близко к его поверхности.
**В этой сцене две звезды появляются на небе примерно одинакового размера. Я думаю, что это маловероятно — грубо говоря, я бы сказал, что Солнце № 1 должно казаться больше, а Солнце № 2 меньше в небе, но светит ярче, как крошечный сверхъяркий светодиод рядом с большой лампой накаливания. Но это зависит от того, какие они звезды, и, насколько я знаю, сцена из «Звездных войн» возможна. Если Солнце № 1 находится в небе на большом расстоянии, оно может затмить Солнце № 2 один раз в год, когда три тела выстроятся в линию.
Все зависит от того, насколько далеко и насколько велика вторая звезда, о чем вы не сказали. Вы сказали, что планета находится «вне гравитационного притяжения второго солнца», что, конечно, невозможно, поскольку гравитационное притяжение простирается до бесконечности. Если вы говорите, что гравитация второй звезды очень мала по сравнению с гравитацией первой звезды, тогда у вас есть система, подобная Земле, и вторая звезда не имеет значения. Например, если бы Юпитер был маленькой звездой с такой же массой (игнорируя тот факт, что эта масса может быть слишком малой, чтобы быть звездой), что и настоящий Юпитер, то он оказывал бы на нас точно такое же влияние, какое оказывает на нас настоящий Юпитер. очень мало.
солнечные пятна