Как планета может иметь 40-часовой дневной цикл, а ночь длится всего 3 часа?

Да, но не так, как вы себе представляли.

Винсент упомянул вопрос о построении мира , который напрямую касается возможности орбиты в виде восьмерки. Без обид, я не думаю, что какой-либо из ответов там должным образом касался вопроса - хотя Винсент, возможно, решил не решать его, потому что вопрос по физике уже охватывал его, что он упомянул в своем ответе, и у него был довольно исчерпывающий ответ .

Цитируя Thriveth в своем ответе там,

Чтобы двигаться по орбите в виде восьмерки, вы должны представить, что мяч должен катиться по гребню между двумя углублениями в трехмерной части фигуры. Понятно, что это возможно, но также интуитивно ясно, что это было бы возможно только для узкого диапазона орбитальных энергий (чуть меньше, и он войдет в одну из дыр, еще немного, и он просто будет вращаться вокруг них обоих). ), и что это не будет стабильной орбитой. Мяч должен был бы катиться по орбите, где он точно проходит через центральную седловую точку на гребне (L1), чтобы оставаться устойчивым, малейшее небольшое несовершенство еще больше отклонит его от идеальной траектории.

Так что такая орбита возможна, но очень маловероятна и довольно нестабильна.

Это не означает, что планета не может двигаться по круговой орбите вокруг обеих звезд. Действительно, многие планеты были найдены с такими орбитами. А это значит, что ваш 40-часовой день и 3-часовая ночь возможны.

Посмотрите на Луну в правой части этой анимации (я не смог их разделить):

^{Изображение предоставлено пользователем Википедии Stigmatella aurantiaca под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported .}

Эта Луна (ошибочно, наша Луна похожа на ту, что слева) не вращается с точки зрения неподвижного наблюдателя над Землей. Тем не менее, лицо, обращенное к Земле, постоянно меняется.

Теперь замените Землю на пару тесных двойных звезд, а Луну на нашу планету. На самом деле, сделайте орбиту действительно эксцентричной , чтобы она отклонялась к дальним частям системы. Из-за второго закона Кеплера вблизи звезд она движется быстрее. Это означает, что для одной половины планеты ночь будет длиться 3 часа, а день - 40 часов; для другой половины планеты ночь будет длиться 40 часов, а день - 3 часа. Насколько мне известно, нет такой конфигурации, которая позволила бы иметь одинаковую продолжительность ночи для обеих сторон и по-прежнему иметь сценарий 40/3.

С 8-образной орбитой: да, но продолжительность дня/ночи не будет постоянной. Когда планета находится между двумя звездами, ночи почти не существует. Когда планета обращена к обеим звездам в одном направлении, ночь длится примерно столько же, сколько на Земле, в зависимости от наклона оси.

Времена года будут определяться положением планеты по отношению к звездам, а также усиливаться наклоном оси планеты, если таковой имеется. Между обеими звездами находится самая горячая. Рядом с красной звездой, на внешней стороне орбиты, она самая холодная. Но это не обязательно достаточно холодно, чтобы считаться зимой. Это зависит от расстояния со звездами.

Ниже приведены несколько вариантов решения вопроса:

Сначала более простой и реалистичный: вы вращаетесь вокруг маленькой планеты очень близко к ее солнцу и вращаете ее естественным образом.

Поскольку ваша планета намного меньше Солнца, и вы находитесь близко, лучи, идущие со стороны Солнца, могут достигать значительной части противоположной стороны вашей планеты.

Чтобы увидеть это: представьте большой круг и маленький круг и проведите две касательные к этим двум кругам.

Геометрически любой X с 50% < X < 100% поверхности вашей планеты может быть освещен в зависимости от удаленности орбиты и размеров планеты и звезды. В вашей настройке вы хотите, чтобы X составлял ~ 90%.

Обратите внимание, что в 3-х измерениях значительная часть вашей планеты будет получать свет 100% времени (когда |широта| > Y ). Но на экваторе у вас будет примерно 90% дисбаланса дня и ночи.

Еще одно решение: добавьте эффекты атмосферы на планету: если у вас есть атмосфера, отражающая и рассеивающая в правильном направлении, свет может отразиться в ней несколько раз, чтобы достичь обратной стороны планеты и осветить ее. (Кстати, на Земле низковолновые радиоволны делают именно то же самое с нашей атмосферой.)

Еще одно решение: планета в форме пончика :) в некоторых точках будет самозатеняющийся и непрямой свет, и, правильно установив радиус тора 2, вы можете указать дисбаланс дня и ночи. Поиграйте с трассировщиком лучей, чтобы убедиться в этом.

Вот еще одно решение: солнечные ветры, которые, взаимодействуя с магнитным полем планеты, создают полярное сияние, которое так сильно освещает ночь.

Еще одно решение с использованием общей теории относительности: разница в силе тяжести между ближе к солнцу и дальше от солнца означает, что время идет медленнее на освещенной стороне, поэтому день длиннее, но я готов поспорить, что приливные силы сделают такой сценарий нереальный :( :)...