Каким механизмом планета может быть заперта в постоянном солнечном затмении?

То, что вы описываете, является кольцеобразным затмением, когда луна не такая большая (визуально), как звезда, которую она затмевает.

Это невозможно.

Прежде всего. Затмение — локальное явление. Параллакс пребывания в разных местах на планете, глядя на звезду и луну, даст им разные относительные положения. Чтобы устранить эту проблему, «луна» должна быть ближе к звезде, чем к планете, и почти такой же большой, как звезда.

Глобальное полное солнечное затмение возможно, если вы находитесь на Луне, которую затмевает планета, вокруг которой она вращается. Планета больше Луны и отбрасывает большую тень, в которую может полностью поместиться Луна. Однако это не даст вам кольца света, которое дает кольцеобразное затмение. Если у планеты есть атмосфера, то вы сможете увидеть, как она светится, как закат в форме кольца. Вот почему Луна красная, когда ее затмевает Земля.

Однако сделать это постоянным не получится. Приливная блокировка связана с вращением тела вокруг своей оси, а не с его движением по орбите. Луна привязана к Земле, а это значит, что мы видим одно и то же лицо.

Вы не можете сделать орбиту Луны вокруг планеты такой же продолжительностью, что и орбита планеты вокруг своей звезды (это то, что вы, вероятно, пытаетесь достичь своей идеей двойного приливного замка). Луна была бы так далеко , он больше не будет находиться на орбите вокруг планеты и уж точно не будет достаточно близко, чтобы вызвать кольцеобразное затмение.

Чтобы получить что-то в фиксированном положении по отношению к звезде, потребовалось бы позиционирование в точке Лагранжа. Либо L1, либо L2. Их можно рассматривать как «орбиты с периодами, равными орбите планеты», но это немного сложнее, и работают только две точки, а не вся орбита. Эти точки находятся прямо на одной линии со звездой, так что может показаться, что это сработает.

L1 находится между планетой и ее звездой. Если бы что-то было достаточно большим, чтобы заблокировать звезду, вы бы получили постоянное затмение, пока оно не удалится, что в конечном итоге произойдет, поскольку L1 нестабилен.

L2 находится на дальней стороне планеты, поэтому вы можете получить планетоид (не совсем луну или планету), чтобы сидеть там, хотя он снова нестабилен, поэтому планетоид в конечном итоге будет дрейфовать от точки.

Земля Солнце L1 и L2 примерно$1.5\times10^6\rm{\,km}$с Земли. Когда это вызывает кольцеобразное затмение, Луна находится примерно$4.0\times10^5\,\rm{km}$с Земли. Перемещение Луны так далеко уменьшило бы ее угловой размер в несколько раз.$3.75$поэтому нам пришлось бы увеличить его радиус на ту же величину, чтобы сохранить его визуально таким же. Это сделало бы его немного больше, чем Земля! Даже если бы не нестабильность L1, ему понадобилась бы невероятно низкая плотность, чтобы не нарушить работу всей системы.

И наоборот, вы могли бы сделать что-то вроде Юпитера в$0.93\,\rm{AU}$затем поместите Землю в L2 Юпитер-Солнце ($1\,\rm{AU}$от Солнца), Юпитер будет иметь радиус около 50 угловых минут (если я правильно подсчитал). Это было бы чуть меньше, чем в два раза больше углового размера Солнца на таком расстоянии. Вы можете увидеть немного света по краям Юпитера, рассеивающегося в его атмосфере. Это будет подвержено изменению параллакса, но не так сильно, как при кольцеобразном затмении.

Однако у вас есть основная проблема со стабильностью. Земля может какое-то время оставаться в L2, но она будет дрейфовать, если ее что-то не удержит на месте. В конечном итоге он станет спутником Юпитера, врежется в Юпитер или будет выброшен за пределы Солнечной системы.

Поскольку @smithkm уже заявил о невозможности такой настройки, мы должны изучить другие способы сделать возможным эффект, который вы представляете.

Возможная естественная вещь, которая навсегда заблокирует звезду, — это система колец или очень толстый пояс астероидов, расположенный ближе к звезде, чем к планете. Тогда представление может выглядеть примерно так:

Не совсем ореол, а скорее два тонких ломтика.

Примечание. Мой первоначальный ответ был неверным; приливная блокировка не приведет к такому сценарию. Отличное объяснение того, почему это так, см. в ответе smithkm. Я хочу оставить некоторые заметки относительно того, что произошло бы, если бы между планетой и звездой каким-то образом оказался объект. Однако нельзя сказать, что такой сценарий принципиально невозможен.

Из-за такого расположения были бы некоторые интересные эффекты:

1. Приливы были бы невероятными - и не существовали бы. Приливы вызваны различными выравниваниями Солнца, Луны и Земли. Результатом являются приливные выпуклости, которые могут варьироваться в зависимости от их положения относительно Солнца и Луны. Такое расположение означало бы, что Луна всегда находится на одной стороне планеты, и поэтому приливные выпуклости всегда подобны весенним приливам, показанным здесь :

2. Без изменения времени суток. Что ж, на самом деле это относится к любой планете, приливно привязанной к звезде. Одно полушарие всегда будет освещено солнечным светом, а другое полушарие всегда будет в тени. На Луне было бы то же самое. С одной стороны будет блестящий вид на звезду, а с другой — прекрасный вид на планету.
3. Вы можете построить космический лифт на Луну. Некоторое время назад я спрашивал о строительстве космического лифта между телами, запертыми в двойном приливе , на Space Exploration, и ответы, похоже, применимы и здесь. Как сказали ХопДэвид и Арамис, это возможно, но не очень осуществимо. Тем не менее, это был бы интересный и удобный вид транспорта. Все, что вам нужно, это сотни тысяч километров углеродных нанотрубок и много удачи.

Есть одна возможность, чтобы это произошло, но это может произойти только вокруг определенной звезды. Как вы можете видеть из этого ответа ,

Рассмотрим нейтронную звезду. Если радиус падает ниже 1,76 радиуса Шварцшильда для его массы, то из-за общего релятивистского искривления света в искривленном пространстве вся поверхность видна, если смотреть с любого направления.

Таким образом, любая планета, вращающаяся близко к нейтронной звезде, окажется на пути света, идущего с поверхности, заслоняя его и вызывая затмение, и если пропорции и расстояние находятся в правильном диапазоне, это может быть хорошо заметно.

Я предполагаю, что это вряд ли будет постоянно выглядеть как идеальный ореол, но все же это будет тень.