Могут ли несколько похожих планет находиться на одной орбите, не слишком мешая друг другу?

Давайте рассмотрим пример. Три планеты размером примерно с Землю движутся по одной и той же орбите вокруг звезды с массой примерно в 1 солнечную. По сути, все три планеты почти идентичны Земле, вращаются вокруг звезды, почти идентичной нашему Солнцу, по орбите, почти идентичной земной. Насколько это правдоподобно и каким образом планеты будут мешать друг другу, если предположить, что все они вращаются с одинаковой скоростью?

Ответы (5)

То, что вы описываете, называется розеткой Клемперера . Информации об этой конфигурации много в инете и даже на этом сайте .

+1. Иногда я задаюсь вопросом, есть ли у плакатов с вопросами a. проведено какое-либо предварительное исследование, b. читайте любую классику в этом жанре. см. серию «Мир-кольцо».

Нечто подобное уже происходит с Юпитером и его троянскими астероидами :

Трояны Юпитера, обычно называемые троянскими астероидами или просто троянцами, представляют собой большую группу астероидов, которые делят орбиту планеты Юпитер вокруг Солнца. По отношению к Юпитеру каждый троянец либрирует вокруг одной из двух стабильных точек Лагранжа Юпитера: L4, лежащей на 60° впереди планеты на ее орбите, и L5, на 60° позади. Трояны Юпитера распределены в двух удлиненных изогнутых областях вокруг этих точек Лагранжа со средней большой полуосью около 5,2 а.е.

Теперь, будет ли большое тело, такое как планета, стабильным вокруг точек L4, довольно сложно: L4 — это точка, поэтому все, что находится за ее пределами, будет подвергаться воздействию различных сил, и это в долгосрочной перспективе может вывести систему из равновесия. .

Это не сработает в сценарии, который описывает OP. Я как-то обсуждал это с профессором астрофизики, он считал, что если масса троянского объекта превышает ок. 10% массы первичной системы не будет стабильной.
Я провел еще несколько исследований и, согласно Википедии, «точки L4 и L5 стабильны при условии, что масса основного тела (например, Земли) как минимум в 25 раз превышает массу вторичного тела (например, Луны)».

На веб-сайте PlanetPlanet есть раздел, посвященный разработке совершенной солнечной системы с наиболее обитаемыми планетами. Некоторые из спроектированных солнечных систем настолько невероятны, что можно было бы поверить, что они были построены сверхразвитыми цивилизациями, а не формировались естественным путем.

Ultimate Engineered Solar System включает 400 планет в обитаемую зону вокруг звезды.

https://planetplanet.net/2017/05/03/the-ultimate-engineered-solar-system/ 1

Дизайн основан на недавних расчетах, показывающих, что планеты могут находиться на одной орбите, если на этой орбите находится не менее семи планет.

Один из способов получить три объекта и только три объекта, находящихся на одной и той же орбите вокруг звезды, — это использовать главный объект, ведущий троянский объект и замыкающий троянский объект. Но троянские орбиты требуют большой разницы в массе между различными телами.

Таким образом, если ведущий троянский объект и замыкающий троянский объект являются планетами размером с Землю, то главный объект, вращающийся между ними, должен быть планетой-гигантом, тусклой звездой или коричневым карликом, занимающим промежуточное положение между планетой-гигантом и звездой. .

Таким образом, средний объект на орбите может быть гигантской планетой, коричневым карликом или крошечной звездой с луной или планетой размером с Землю, вращающейся вокруг нее, и двумя планетами размером с Землю в ведущей троянской и задней троянской позициях.

См. Ultimate Trojan Solar System, чтобы увидеть более сложную троянскую солнечную систему.

https://planetplanet.net/2016/11/07/the-ultimate-trojan-2-star-planetary-system/ 2

Я думаю, вы ищете что-то вроде бинарной планетарной системы . Сейчас у нас не так много информации о том, как планеты обычно формируются, выглядят и взаимодействуют, потому что мы довольно хорошо знаем только нашу Солнечную систему. Однако мы знаем, что двойные звезды довольно распространены, и существуют даже другие, более сложные созвездия . Так что, по крайней мере, можно представить, что существуют двойные (или даже третичные) планеты, демонстрирующие аналогичную динамику. Представьте себе, например, систему Алгол , но замените Алгол А и Б планетами?

С троянцами, я думаю, другое дело, потому что для этого масса астероида в точке Лагранжа должна иметь "пренебрежимо малую" массу, так что это должно работать только для одной очень большой и одной маленькой планеты (по сути, "далекой" луна").

Вот еще один возможный вариант того, что вы хотите: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Co-orbital_configuration#Co-orbital_moons

Его преимущество в том, что он более стабилен и работает для планет аналогичного размера. Хотя, вероятно, не более миллиардов лет. Вы можете добавить третью планету, например, поменяв эксцентриситет, если она зафиксирована в точке, где две другие планеты обмениваются орбитами. Или многие другие возможности - только полустабильные. В очень изолированной Солнечной системе (далеко на рукаве галактики или в пустоте между галактиками) система могла оставаться стабильной дольше.