Как удлинить полное солнечное затмение на землеподобной планете?

Мне посчастливилось стать свидетелем полного солнечного затмения, прошедшего через США в августе этого года, но, хотя оно было впечатляющим, оно также было довольно коротким — чуть менее двух минут в моем месте. Я хотел бы увеличить интенсивность опыта для менее технологически развитой цивилизации, максимально увеличив продолжительность затмения.

Я вижу, что полные затмения на Земле могут длиться примерно до семи с половиной минут , когда Земля находится около афелия, Луна около перигея, а затмение происходит около экватора.

Но можем ли мы растянуть это еще дольше?

Имея планету и луну, примерно такие же, как Земля и наша Луна, можем ли мы внести изменения в орбиту, размер или скорость вращения любого из тел, которые могли бы расширить это, сохраняя при этом стабильность системы?

Моя цель — 15 минут, чтобы одно место на планете стало свидетелем затмения, в идеале, в состоянии увидеть солнечную корону. Предпочтительно, чтобы затмение было вызвано Луной, а не большой планетой.

Бонусные баллы, если это длительное полное затмение может происходить относительно часто для данной области, где «часто» определяется как где-то между месяцем и десятилетием (так что поколение людей испытало бы несколько таких событий в течение своей жизни).

Если это не обязательно должна быть система Земля-Луна, просто представьте себе очень далекую, массивную Луну, верно?
Я бы предпочел сохранить радиус «земной» планеты в пределах 75%-125% от земного, если это возможно. Насколько массивной могла бы быть луна, прежде чем она перестала бы считаться «просто луной»?
Да, если вы летите на реактивном самолете со скоростью от 1500 до 2400 миль в час, в зависимости от вашего местоположения, он может пролететь ровно диаметр Земли, если вам повезет. Кстати, какое это имеет отношение к построению мира?
Об этом лучше спросить в Astronomy stack Exchange.
@user6760 user6760 Это было бы не для одного места. Я предполагаю, что вы могли бы замедлить скорость вращения планеты, но, по-видимому, слишком резкие действия влекут за собой последствия.
@L.Dutch Это не по теме астрономии, потому что это гипотетический вопрос. Сюда посылают.
Это довольно сложно, давайте попробуем замедлить Луну: орбитальная скорость Луны, скажем, 1000 м/с, а энергия, необходимая для изменения ее пути, равна, скажем, 4 x 10 с 28 нулями! Это эквивалентно 10 миллиардам* взрывов Царя (длинная и короткая версии больше не имеют значения)
Сколько времени вы имеете в виду, когда говорите дольше? Лучше, чтобы вы упомянули об этом, чтобы другим было легко ответить на этот вопрос.
Этот вопрос обсуждается на мета .

Ответы (2)

Самый простой и эффективный способ — приблизить свою луну к планете, чтобы она имела больший видимый размер, и вы могли получать более частые и продолжительные затмения.

Вы будете ограничены пределом Роша , но есть достаточный запас, поскольку реальная система Земля/Луна имеет скудный радиус 34 638 км, в то время как реальная лунная орбита находится на расстоянии около 384 399 км, что в 21 раз превышает предел Роша.

Обратите внимание, что когда вы втягиваете Луну, вы получаете вместе три эффекта:

  • оно будет занимать большую часть неба (затмения будут длиться дольше и будут происходить чаще)
  • будет казаться, что он движется медленнее (если он все еще находится вне ГСО, иначе его видимая скорость снова возрастет в другом направлении) (затмения будут длиться дольше)
  • приливные волны будут намного выше (ситуация может стать нестабильной, если Луна окажется слишком глубоко внутри ГСО из-за рассеяния энергии приливами, тянущими ее к Земле).

Я думаю, что вам лучше всего иметь луну рядом с GEO, у которой будут довольно высокие приливные волны, движущиеся очень медленно.

О частоте затмений: это строго зависит от угла между орбитальными плоскостями для систем Солнце-Земля и Земля-Луна; если этот угол меньше видимого размера луны, то у вас будет затмение каждую фазу «новолуния».

Если вы сообщите нам свою цель, мы можем попытаться вычислить, совместима ли она с орбитальной физикой.

Изменить :

Я попытаюсь вычислить точные параметры (я не знаком с орбитальной математикой, так что это может занять некоторое время); в качественных терминах я думаю, что мы можем сделать следующее:

  • начать с "настоящей" системы Земля-Луна-Солнце.
  • подтяните луну ближе к планете (чтобы ее видимое движение было медленнее; нужно примерно половину кажущейся скорости; примечание : «лунные месяцы» будут соответственно длиннее).
  • уменьшить диаметр Луны так, чтобы ее видимый размер остался прежним (~= 0,5°; необходимо, чтобы увидеть солнечную корону).
  • уменьшите угол между плоскостью орбиты планеты и плоскостью орбиты луны так, чтобы у вас было затмение где- то в каждое "новолуние" (этот угол должен быть меньше углового размера луны ~= .5°).
  • Я бы не стал слишком сильно изменять скорость вращения планеты (это изменило бы продолжительность дня).
  • Я понятия не имею (предложения приветствуются) о том, как вычислить влияние изменений на приливные волны (приближение увеличит эффект, но сжатие спутника уменьшит его; может применяться квадрат/куб, поскольку гравитация уменьшается с обратным квадратом, а масса является кубом измерений и мы можем предположить с я н α α )
Если приблизить Луну, она также будет двигаться быстрее по небу.
@L.Dutch: нет, Луна в настоящее время «отступает», поскольку вращательное движение Земли «быстрее», чем орбитальная скорость; по мере того, как вы приближаете его, кажется , что он замедляется в небе, несмотря на то, что на самом деле он движется «быстрее» по сравнению с фиксированной звездной системой отсчета. Когда на ГЕО появятся фиксированные, а затем снова начнут двигаться в другом направлении (с запада на восток).
@ZioByte Я обновил несколько целей по времени. Цель состоит в том, чтобы растянуть затмение для одного места. Стремление к затмению, которое продлится 15 минут, в идеале, когда все еще будет видна солнечная корона.
Если вы увеличите видимый размер Луны, вы не получите такого же полного затмения, то есть когда Луна просто маскирует Солнце, поэтому вы видите корону и т. д. У вас просто будет период темноты.

Добиться этого можно несколькими способами:

  • Во-первых, вы можете сделать скорость вращения планеты очень медленной, а скорость вращения Луны медленной, чтобы получить этот эффект. Но я вряд ли думаю, что если вы сделаете это, то сможете получить солнечное затмение в течение очень долгого времени. Кроме того, если вы сделаете это, это будет означать, что количество часов в сутках для этой планеты сильно увеличится. А также получать этот эффект снова и снова, чтобы человек мог испытать его в промежутке месяца, очень маловероятно. Десятилетие — это более разумный промежуток времени.

  • Во-вторых, вы можете получить этот эффект, сделав планеты перед планетой. Обратите внимание: планета, идущая впереди, должна быть достаточно большой, чтобы вызвать солнечное затмение, потому что между планетами большое расстояние. Таким образом, планета, равная размеру Планеты (где происходит затмение), приближающаяся перед планетой, не будет работать. Вот почему Меркурий не вызывает солнечного затмения, когда он оказывается между Солнцем и Землей, но если Сатурн или Юпитер оказываются между Солнцем и Землей, это может вызвать солнечное затмение. Кроме того, используя этот процесс, вы можете получить солнечное затмение много раз. Просто заставляйте разные планеты появляться перед ним снова и снова.

Надеюсь, поможет.