Может ли неправильная орбита стать причиной значительно более продолжительного сезона?

Только с магией

Орбита может быть «неправильной», но ее «средний» радиус орбиты останется постоянным. Это почти определение орбиты. Это означает, что время от времени в течение каждого года он будет ближе к солнцу, а иногда и дальше. Это переводится как «сезоны» внутри каждого года.

Чтобы достичь того, чего вы хотите для всей планеты одновременно (ответ Уиллка дает альтернативу для местных условий, но больше не позволяет «дни»), планете на самом деле нужно переходить на совершенно другую, но очень круговую орбиту каждые два года. Для Земли это будет означать:

• Два года на орбите 1 а.е. (весна)
• Два года на орбите 0,98 а.е. (лето)
• Два года на орбите 1 а.е. (осень)
• Два года на орбите 1,02 а.е. (зима)

Обратите внимание, что здесь я просто придумываю цифры - возможно, вариация должна составлять всего 0,005 а.е., а не 0,02 а.е. В любом случае, энергия, необходимая для смещения орбиты, будет буквально астрономической, а любой механизм, который мог бы двигать планету, не уничтожая все живое, будет волшебным, что может быть нормально в мире фантазий.

Альтернативный механизм мог бы состоять в том, чтобы планета поддерживала постоянную орбиту, но выход энергии звезды увеличивался / уменьшался в регулярном восьмилетнем цикле. У меня нет предложений относительно механизма для достижения этого, но, учитывая, что это для мира фантазий, просто констатируйте это как факт. (Любой, у кого есть хорошее представление о том, как добиться этого с научной точки зрения, пожалуйста, поделитесь.)

Вы определенно могли бы иметь более длинную зиму.

https://www.windows2universe.org/physical_science/physics/mechanics/orbit/ellipse.html

Вы задаете орбитальный период, подобный земному, а также неправильную орбиту, которую я понимаю как эллиптическую орбиту. Времена года определенно зависели бы от того, насколько близко планета находилась к звезде. Планета движется быстрее всего, когда находится ближе всего, поэтому жаркий сезон будет самым коротким. Планета движется медленнее всего, когда она находится дальше всего, поэтому холодный сезон будет самым длинным. В Википедии есть прекрасная гифка, показывающая различные орбиты с одинаковым периодом.

https://en.wikipedia.org/wiki/Эллиптическая_орбита

То, что вы просите, очень сложно. Вам нужны сезоны, которые длятся больше года. Это означает, что планета совершает оборот вокруг звезды, и время года не меняется.

---

Вот как это сделать. Дело не в том, насколько близко планета находится к Солнцу. Речь идет о том, какая сторона обращена к нему.

Ваш мир долгого времени года имеет орбиту S-типа вокруг одной из пары двойных звезд. https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_binary_star_systems

Планета вращается очень медленно. Он почти привязан к своей звезде. На стороне, обращенной к звезде, вокруг которой вращается эта планета (Летнее солнце), лето. Дальняя сторона находится зимой, но она получает немного света от далекой звезды (Зимнее солнце), поэтому не замерзает. Во время очень медленной смены времен года обе звезды будут на небе.

Проходит несколько лет (оборот вокруг звезды), прежде чем планета совершает один оборот. Таким образом, смена времен года на самом деле является прохождением одного дня. Летнее солнце наконец садится в конце осени.

На этой планете не будет ночи.

Вы не можете иметь все.

Вопрос указывает

• планета похожая на землю
• звезда похожая на солнце
• период обращения, аналогичный земному
• 2-летние сезоны / 8-летний цикл

Нет хорошего способа получить все это. Итак, давайте посмотрим, чем мы можем пожертвовать, чтобы приблизить вас.

Двойные звезды: как предложили другие (Уиллк и Эш), существуют бинарные схемы, которые правильно определяют времена года. Оба связаны с обращением вокруг звезды, которая очень близко подходит к другой звезде на своей орбите. Это создает множество проблем с орбитальной стабильностью и может привести к тому, что ваша планета окажется в межзвездном пространстве, что, вероятно, не является вашей целью. Тем не менее, с достаточной настройкой (или маханием руками) вы могли бы заставить это работать, но ваша планета не была бы такой уж земной.

Длинная орбита: вы можете переместить свою планету на 8-летнюю (2292 дня) орбиту. Каждый сезон по-прежнему будет длиться примерно 1/4 года, но год будет в 8 раз длиннее. Это потребует перехода примерно на среднее расстояние в 4 а.е. Это далеко за пределами обитаемой зоны для звезды G-типа, такой как Солнце. Вместо этого вам понадобится что-то почти вдвое больше солнца (от бледно-голубого до белого A-типа). Звезда А-типа создает некоторые проблемы с высокоэнергетическим излучением и звездным долголетием. Это потребует серьезных объяснений в жесткой научной фантастике, но, возможно, в мягкой научной фантастике это можно будет сделать вручную, а в фэнтези, возможно, проигнорировать.

Планетарная орбита с большим эксцентриситетом: вы можете создать орбиту, по которой планета будет находиться на совершенно разных расстояниях от своей звезды: от одного края или обитаемой зоны до другого. Это даст вам сезоны без осевого наклона, но на самом деле это не изменит их продолжительность.

Разные средние расстояния на каждой орбите: здесь у вас есть планета, которая вращается по нормальной почти круговой орбите, но меняет свое орбитальное расстояние на циклической основе (например, 2 орбиты на внутреннем обитаемом расстоянии, 2 на среднем обитаемом расстоянии, 2 на внешнем обитаемом расстоянии). расстояние, затем обратно к 2 в середине). Это дает вам в основном то, что вы хотите, с двумя проблемами. (1) Годы не будут одинаковой длины. «Зимняя орбита» будет намного длиннее «летней орбиты». (2) По сути, вам нужна магия, чтобы это произошло. Теоретически вы могли бы достичь этого с достаточно правильно размещенными массивными объектами, но вам понадобится такая сложная система, что вы все равно можете назвать ее магией. Но ты сказал, что это фэнтезийный мир, так что, может быть, это нормально?

Переменная звезда: есть звезды, которые изменяют выход энергии на циклической основе, что может удовлетворить ваши требования. Большинство из них вращаются с гораздо более короткими периодами, чем вы хотите (от минут до дней, а некоторые достигают месяцев), но есть один класс, который имеет достаточно длинный период, чтобы удовлетворить ваши потребности, умно названный «долгопериодические переменные звезды». Они не очень похожи на наше солнце. Мы говорим о действительно больших оранжевых монстрах, но, может быть, с маханием руками?

Наконец, об осевом наклоне: изменение осевого наклона почти до нуля окажет серьезное воздействие на климат. Самое примечательное, что ваши полюса станут намного холоднее. Предполагая, что условия аналогичны земным, ожидайте, что ледяные шапки растянутся вниз, чтобы покрыть большую часть Европы и Северной Америки (такой же высоты в южном полушарии). Может быть, это полезно для вашей настройки, может быть, нет. Просто имейте в виду, что осевой наклон не только вызывает смену времен года.

Как проблема двух тел, имея только одну звезду, у вас может быть более длинная зима, если вы растянете год, но вы сожмете другие сезоны, в первую очередь лето сократится примерно до 1/8 или меньше орбитального периода. . Теперь, если у вас есть первичная звезда, вращающаяся вокруг рассматриваемой планеты, и вторая звезда в соответствующем орбитальном резонансе, вы можете получить эффект, который вы ищете, с зимой, являющейся сезоном, когда планета и вторичная звезда близки к оппозиции , а лето - это время. близко к Соединению , а весна и осень являются промежуточным периодом. Я думаю, вам нужен резонанс 8:1, планета совершает 8 оборотов на каждый 1, который делает звезда-компаньон, но на самом деле это может быть совсем другое соотношение.

Это не совсем противоречит тому, что предположил Уилк, в данном случае планета и «зимнее солнце» вращаются вокруг «летнего солнца» из его ответа по разным орбитальным траекториям. Таким образом, зимой существует нормальный цикл день/ночь, соотношение дня и ночи изменяется весной и осенью, а в разгар лета бывает несколько дней почти непрерывного дневного света с летним солнцестоянием, отмеченным примерно через 48 часов (при условии, что приблизительно 24-часовое осевое вращение) дневного света во всем мире.

Короткий ответ:

Вам нужно сделать свою планету искусственно терраформированной, чтобы она стала пригодной для жизни какой-нибудь развитой цивилизацией. Если вы хотите, чтобы планета с такими долгими годами и сезонами была естественно обитаема, вам нужно будет очень тщательно спроектировать свою солнечную систему.

Длинный ответ:

Часть первая: Продолжительность планетарного года.

Проблема с наличием планеты со сколь угодно длинными сезонами и годами, которая пригодна для жизни, — это обитаемая часть.

Планета SWIFT J1756.9−2508 b имеет период обращения или год вокруг своей звезды около 0,0379907 земных дней или 48 минут 56,5 секунды.

https://en.wikipedia.org/wiki/SWIFT_J1756.9%E2%88%922508

[https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes#Orbital_characteristics] 2

Однако первичным в данном случае является пульсар, тип нейтронной звезды.

Экзопланета с самым коротким известным годом, вращающимся вокруг обычной звезды, — это K2-137 b, период обращения которой составляет около 0,2 земных дня. Википедия говорит, что 4,31 часа.

https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/6071/k2-137-b/

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes#Orbital_characteristics

Год экзопланеты 2MASS J2126–8140 составляет около 328 725 000 земных дней, или около 900 000 земных лет.

https://en.wikipedia.org/wiki/2MASS_J2126%E2%80%938140

Но продолжительность года потенциально пригодных для жизни экзопланет, тех, которые вращаются в пределах околозвездных обитаемых зон своих планет, имеет гораздо меньше вариаций.

Вы можете увидеть это в любом списке потенциально обитаемых экзопанет, например, в этом:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_potentially_habitable_exoplanets

Отсортировав столбец орбитального периода по длине, я вижу, что на сегодняшний день, 2 сентября 2021 года, в списке 59 экзопланет с продолжительностью года короче, чем у Земли 365,25 дня, из них 40 с годом менее 100 дней. Самый короткий — 4,05 земных дня. Есть три с продолжительностью года больше, чем 365,25 дня земного года, в 384,8, 448,3 и 636,1 земных дня.

Сезон длиной в два земных года будет длиться 730,5 земных дней, год из четырех таких сезонов будет длиться 2922 земных дня.

Конечно, чем массивнее и ярче звезда, тем дальше будет ее околозвездная обитаемая зона и, следовательно, тем дольше будут годы любых планет в ее обитаемой зоне. Если стас планеты достаточно яркий, планета может двигаться по орбите в обитаемой зоне и по-прежнему иметь год длиной в десятки или сотни земных лет.

Часть вторая: ограничения на типы звезд, которые могут иметь естественно обитаемые планеты.

Но:

Считается, что Земле потребовались миллиарды лет, чтобы создать богатую кислородом атмосферу и большие многоклеточные растения и животные на суше, а также стать пригодной для жизни людей.

Поэтому, если вы хотите, чтобы ваша вымышленная планета обладала каким-либо из вышеперечисленных качеств, ей должны быть миллиарды лет.

Единственная альтернатива состоит в том, что когда-то в прошлом высокоразвитое общество терраформировало молодую и непригодную для жизни планету и сделало ее пригодной для жизни.

Планета с жизнью должна иметь достаточно стабильное освещение от своей звезды, чтобы иметь подходящую для жизни температуру поверхности. И требуются миллиарды лет таких устойчивых уровней освещения, чтобы планета стала пригодной для жизни людей или иным образом интересной для целей большинства научно-фантастических историй.

И разные типы звезд сильно различаются по тому, как долго они остаются сияющими с довольно устойчивой светимостью в качестве звезд главной последовательности, прежде чем они вступят в стадии звездной эволюции, когда их светимость резко изменится и вся жизнь — если таковая имеется — на их планетах умирает, а иногда и сами планеты уничтожены.

И на протяжении десятилетий астрономы могли рассчитывать истории жизни различных типов звезд, в том числе то, как долго они могут оставаться на главной последовательности.

Стивен Х. Доул в книге «Обитаемые планеты для человека » (1964) обсуждал качества, необходимые миру, чтобы быть пригодным для жизни. На страницах с 67 по 72 он обсуждал свойства, необходимые для того, чтобы у звезды была обитаемая планета, вычисляя нижний и верхний пределы массы и светимости.

На странице 68 Доул рассчитал верхний предел звездной массы для звезды, которая, возможно, имеет обитаемую планету, имеет звездную массу около 1,4 звездной массы, звезду спектрального класса F2V.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

На этот вопрос есть несколько ответов:

https://astronomy.stackexchange.com/questions/40746/how-would-the-characteristics-of-a-habitable-planet-change-with-stars-of-differe/40758#40758

В ответе пользователя 177107 есть таблица с характеристиками различных спектральных классов звезд, включая столбцы с указанием расстояния, на котором планета будет получать ровно столько света и тепла от звезды, сколько Земля получает от Солнца, и сколько длится год планета на такой орбите была бы.

Орбитальный период колеблется от 3,82 земных дня вокруг звезды класса M8V до 2526,01 земных дня вокруг звезды класса A2V. Но период обращения вокруг звезды класса F2V — звезды самого массивного типа, которая, по мнению Доула, могла иметь обитаемую планету — будет составлять всего 1018,01 земных дня.

Возможно, ваша планета вращается вокруг внешнего края околозвездной обитаемой зоны звезды и имеет среднюю температуру ниже, чем на Земле, но достаточно высокую, чтобы поддерживать жизнь. Как далеко находится внешний край околозвездной обитаемой зоны Солнца?

По этой таблице ученые часто рассчитывали внутренние и внешние границы обитаемой зоны Солнца, и некоторые из их расчетов сильно различаются.

https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone#Solar_System_estimates

Планета Марс вращается примерно в 1,523 раза дальше от Солнца, чем Земля, и более крупная планета с более плотной атмосферой на расстоянии от Марса может быть обитаемой. Год Марса составляет 686,98 земных суток или 1,88 земных года.

Таким образом, планета, вращающаяся вокруг звезды F2V на расстоянии, на котором она получает эквивалент излучения Марса от своей звезды, может быть пригодной для жизни, и ее год будет примерно в 1,88 раза длиннее, чем год планеты на расстоянии, эквивалентном Земле, т.е. год примерно в 1,88 раза больше 1018,01 земных дней, или 1913,8588 земных дней.

Предположим, что ваша планета вращается вокруг двойной звезды F2V, две звезды 52V вращаются вокруг друг друга на расстоянии 5 или 10 миллионов миль или около того. В такой ситуации планета получит количество излучения, которое она получает на расстоянии X от одной звезды, находящейся на расстоянии, в 1,414 раза превышающем расстояние X. Таким образом, ваша планета может иметь орбиту в 1,414 раза шире и, таким образом, с 1,414-кратной общей окружностью, поскольку в предыдущем случае, что дает год продолжительностью 2 706,6049 земных дней. что составляет около 7,410 земных лет и достаточно близко к тому, что вы желаете.

Однако это удвоит массу пары звезд по сравнению с массой одной звезды, что должно увеличить орбитальную скорость планеты, сделав ее год намного короче, чем 7,4 земных года. удвоение массы должно удвоить требуемую орбитальную скорость, а длина окружности увеличится всего в 1,414 раза, и, таким образом, должно уменьшить период обращения до 0,707-кратного эквивалента вокруг одиночной звезды.

Я подсчитал, что орбита вокруг двух звезд F2V (с общей массой примерно в 2,88 раза больше массы Солнца), которая получает эквивалентные Марсу уровни излучения от этих звезд, должна находиться на расстоянии около 4,815 а.е. от звезд. Согласно этому онлайн-калькулятору, http://www.calctool.org/CALC/phys/astronomy/planet_orbit , планета на этой орбите будет иметь год 6,22478 земных лет или 2273,64 земных дня. Это примерно в 0,84 раза больше продолжительности годовой орбиты Марса вокруг одиночной звезды F2V.

Эквивалентная орбита Марса вокруг пары звезд F2V будет составлять около 4,815 а.е. Это примерно в 3,1615233 раза больше орбиты Марса в 1,523 а.е. Пара звезд F2V будет примерно в 10,002 раза ярче Солнца. 10,002 разделить на 9,9952295 (квадрат 3,1615233) равно 1,0006773, что довольно близко к 1,0. Таким образом, расчеты кажутся правильными.

Таким образом, планета на орбите, эквивалентной Марсу, вокруг пары одинаковых звезд будет иметь гораздо более длинную орбиту вокруг них, чем на орбите, эквивалентной Марсу, только вокруг одной из этих звезд. Но он вращался бы намного быстрее и поэтому имел бы более короткий период обращения, чем если бы он имел более короткую орбиту только вокруг одной из звезд.

Поэтому мне кажется, что обитаемая планета с годом продолжительностью 7 или 8 земных лет была бы близка к крайнему пределу научной достоверности и была бы очень редкой ситуацией.

Часть третья: Искусственно обитаемая планета с длинным годом.

Альтернативой было бы, если бы планета не стала пригодной для жизни в результате естественных процессов за миллиарды лет. Вместо этого планета вращалась вокруг звезды спектрального класса A или B, и развитое общество терраформировало планету, чтобы сделать ее пригодной для жизни, не заботясь о том, что обитаемость продлится не более нескольких сотен тысяч или миллионов лет.

Или, возможно, сверхразвитое общество нашло уже пригодную для жизни планету, которая вращалась вокруг звезды, которая вот-вот должна была покинуть главную последовательность и стать красным гигантом, и переместило эту планету на орбиту вокруг горячей молодой массивной звезды, где у планеты сейчас 8-й земной год. лет, не заботясь о том, что им придется снова перемещать его через несколько миллионов лет.

Часть четвертая: Естественная обитаемая планета с годом длиной 8 земных лет.

Предположим, что есть одна звезда F2V. Одна звезда F2V будет иметь массу в 1,44 раза больше и светимость в 5,001 раза больше, чем у Солнца. Планета на расстоянии, на котором она получит такое же количество излучения от звезды, как Земля на расстоянии 1 а.е. получает от Солнца, будет вращаться на расстоянии, равном квадратному корню из 5,001 или 2,236 а.е. В таблице, на которую я ссылался выше, указано 2,236 а.е. и что на планете будет год из 1018,1 земных дней.

Предположим, что меньшая звезда вращается вокруг большей звезды, а планета вращается вокруг меньшей звезды. Возможно, планета является звездой типа K2V с массой 0,78 солнечной массы и светимостью 0,337 солнечной светимости. Согласно приведенной выше таблице, планета, получающая столько же света и тепла, сколько Земля получает от Солнца, будет вращаться на расстоянии 0,58 а.е., а год будет длиться 182,93 земных дня. Или, может быть, планета будет вращаться на расстоянии, эквивалентном Марсу, которое будет в 1,523 раза дальше, или 0,883 а.е., а ее год будет в 1,88 раза больше 182,93 земного, или около 343,9 земных суток.

Но планета меньшей звезды также получит некоторое количество излучения, света и тепла от большей звезды. Чем ближе он подходил к более крупной звезде, тем больше тепла получал от нее. И если меньшая звезда и ее планета имеют эллиптическую орбиту относительно большей звезды, количество света и тепла, получаемых планетой от большей звезды, будет меняться с изменением расстояния до нее.

Экзопланеты были обнаружены в двойных звездных системах. Некоторые из них вращаются вокруг обеих звезд по круговой орбите или орбите P-типа, а другие вращаются вокруг одной из звезд по орбите S-типа, а другая звезда находится дальше от планеты. Эта ситуация будет орбитой S-типа.

Согласно списку экстремумов экзопланет, ближайшей двойной звездой с планетой на орбите вокруг одной из них по орбите S-типа является система OGLE-2013-BLG-0341LB с расстоянием между 12 и 17 а.е. Планета OGLE-2013-BLG-0341L b имеет орбиту с большой полуосью f0,7 а.е., поэтому расстояние между звездами составляет от 17,14 до 24,28 времени обращения планеты вокруг одной из звезд.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanet_extremes

И, возможно, звезды могли бы подойти гораздо ближе, не слишком нарушая орбиту планеты.

Для некруговых планет, если расстояние планеты до ее главной звезды превышает примерно одну пятую ближайшего сближения с другой звездой, стабильность орбиты не гарантируется. 5

https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_binary_star_systems

http://www.solstation.com/habitable.htm#sthash.WLPv5bxd.dpbs

Возможно, меньшая звезда может иметь эллиптическую орбиту вокруг более крупной звезды, которая в 5-10 раз превышает радиус орбиты планеты.

Звезда F2V будет иметь светимость примерно в 5,001 раза больше солнечной, а звезда K2V будет иметь светимость примерно в 0,337 раза больше солнечной, поэтому, если бы две звезды находились на одинаковом расстоянии от планеты, светимость была бы примерно в 14,839 раз больше. тепло от большей звезды, как от меньшей звезды.

Когда более крупная звезда находилась в 5 раз дальше, планета получала бы 14,839, деленное на 25, квадрат 5, или в 0,593 раза больше тепла от большей звезды, чем от меньшей звезды, а когда большая звезда находилась в 10 раз дальше Таким образом, планета получит 14,839, деленное на 100, квадрат 10, или в 0,14839 раз больше тепла, чем от меньшей звезды.

Планета, вращающаяся вокруг звезды типа K2V, может быть приливно привязана к своей звезде, поэтому одна сторона всегда будет обращена к звезде и будет нагреваться от нее, а другая сторона никогда не получит ни тепла, ни света от звезды. Научные мнения разделились, может ли такой участок быть пригодным для жизни. В этой звездной системе, когда планета вращается вокруг меньшей звезды, внутренняя и внешняя стороны планеты будут по очереди обращены к большей звезде и получать тепло и свет от большей звезды, что может повысить шансы на то, что планета будет обитаемой. .

Если такая ситуация приемлема, вы можете сделать звезду еще меньше и с большей вероятностью приливно заблокировать планету.

Если бы планета вращалась вокруг K5V со светимостью, в 0,165 раз превышающей светимость Солнца, она получила бы земное количество излучения от меньшей звезды на расстоянии 0,406 а.е. и с годом 144,84 земных дня. Более крупная звезда типа F2V будет в 30,3 раза ярче звезды K5V, поэтому на расстоянии, в 5 раз большем, она будет давать планете в 1,2 раза больше излучения от меньшей звезды, на расстоянии в 10 раз большее, чем планета, она даст планете в 0,301 раза больше излучения. , на 20-кратном расстоянии это дало бы планете 0,075-кратное излучение, и так далее.

Если бы планета вращалась вокруг звезды K8V со светимостью, в 0,079 раз превышающей светимость Солнца, она получила бы земное количество излучения от меньшей звезды на расстоянии 0,281 а.е. и с годом 70,95 земных дней. Более крупная звезда типа F2V будет в 63,303 раза ярче, чем звезда K8V, поэтому на расстоянии, в 5 раз большем, она будет давать планете в 2,53 раза больше излучения от меньшей звезды, на расстоянии в 10 раз большее, чем планета, она даст планете в 0,633 раза больше излучения. , на 20-кратном расстоянии это дало бы планете 0,158-кратное излучение, и так далее.

Есть много других возможных комбинаций типов звезд, в том числе превращение одной или обеих звезд в двойные звезды, которые сами могут различаться по массе и светимости.

Таким образом, должно быть возможно построить звездную систему, в которой планета, пригодная для жизни, вращается вокруг меньшей звезды, которая вращается вокруг большей звезды, и где изменяющиеся расстояния между двумя звездами вызывают изменения планетарной температуры и управляют временами года на планете, и где орбитальные период звезд равен 8 земным годам.

Часть пятая: Использование орбиты планеты вокруг меньшей звезды.

Я подумал, что две звезды могли бы иметь более круговые орбиты, но как можно ближе друг к другу, поэтому орбита планеты вокруг собственной звезды существенно влияет на количество излучения, которое она получает от более дальней звезды.

Если две звезды разделены 5-кратной орбитой планеты, расстояние между планетой и более дальней звездой будет варьироваться от 4 до 6-кратного расстояния орбиты планеты вокруг ближайшей звезды. Таким образом, если бы дальняя звезда была в 2 раза ярче ближней звезды, например, излучение, которое она давала планете, варьировалось бы от 0,125 до 0,0555 излучения ближайшей звезды.

Но в этом случае орбита планеты вокруг меньшей звезды определяла бы времена года, и поэтому ее продолжительность должна была бы составлять 8 земных лет, а я уже указывал на проблемы с пригодной для жизни планетой, у которой год длится 8 земных лет.

Заключение:

Не кажется совершенно невозможным, чтобы планета имела год длиной 7 или 8 лет и при этом получала примерно столько же радиации от своей звезды, сколько Марс получает от Солнца. Планета большего размера, чем Марс, с большим количеством воды и парниковых газов в более плотной атмосфере, может быть намного теплее, чем Марс, несмотря на то, что она получает не больше радиации, чем Марс.

Также существует возможность сделать орбиту вашей планеты близкой к меньшей звезде, которая, в свою очередь, вращается вокруг более крупной звезды достаточно близко, чтобы получать значительное количество тепла от более удаленной более крупной звезды, и чтобы меньшая звезда вращалась вокруг более крупной звезды с периодом около 8 земных лет. .

Если орбита эксцентрична и расстояние между звездой и планетой определяет времена года, времена года не будут одинаково длинными. На Земле сезоны, измеряемые астрономами, имеют одинаковую продолжительность, но погодные сезоны в местных регионах и климатических зонах имеют разную продолжительность, отличающуюся от астрономических сезонов.

А на вашей планете даже астрономические сезоны были бы разной продолжительности, поскольку планета двигалась бы быстрее ближе к звезде и медленнее дальше от звезды. Таким образом, зима может быть такой же продолжительной, как, например, три других времени года вместе взятые.

Добавлено 04.09.2021.

В вашем вопросе указано, что период обращения планеты (это год по нормальному определению года) должен быть равен нашему, но цикл сезонов длится 8 лет.

Это почти невозможно. Сезоны должны составлять доли года.

Но если исследование мира вращается вокруг астрономического объекта, который вращается вокруг другого астрономического объекта, тогда это может сработать.

Предположим, что существует гигантская луна размером с Землю, вращающаяся вокруг планеты-гиганта или коричневого карлика с периодом около 1 земного года, и эта гигантская планета или коричневый карлик, в свою очередь, обращается вокруг звезды с периодом около 8 земных лет.

Планета Юпитер имеет более 60 спутников, которые вращаются так далеко от Юпитера, что их орбитальные периоды превышают один земной год — 16 имеют орбитальные периоды более 2 земных лет.

Конечно, все эти внешние спутники неправильные. Но, возможно, гигантская луна могла быть похожей на Землю планетой на независимой орбите, которая была захвачена планетой-гигантом или коричневым карликом.

Если бы орбита планеты-гиганта или коричневого карлика была эксцентричной, количество тепла и света, получаемых луной размером с Землю, менялось бы в течение «супергода» в 8 земных лет вместо обычного года в 1 земной год.

Но если коричневый карлик или планета-гигант вращается вокруг звезды на расстоянии, на котором ее год равен 8 земным годам или 2922 земным дням, он будет получать немного меньше тепла, чем Марс получает от Солнца, и, вероятно, будет слишком холодным.

И многие люди могут считать «супергод» вокруг звезды настоящим годом планеты-гиганта и луны размером с Землю, а период обращения луны размером с Землю вокруг планеты — месяц, а не год.

Таким образом, мы можем изменить его, чтобы сделать Землю похожей на планету, вращающуюся вокруг звезды, подобной Солнцу, с периодом около одного земного года, которая, в свою очередь, обращается вокруг центра тяжести с другой звездой по несколько эллиптической орбите с периодом около 8 земных лет. годы.

Таким образом, планета будет вращаться вокруг своей звезды на расстоянии около 1 астрономической единицы. Если бы две звезды максимально приблизились к 5 а.е., планета была бы где-то между 4 а.е. и 6 а.е. во время этого ближайшего прохода.

Если бы другая звезда была точно такой же, как главная звезда планеты, очень похожей на Солнце, она отдавала бы планете в 0,625 раза больше тепла на расстоянии 4 а.е., в 0,04 раза больше тепла на расстоянии 5 а.е. , в 0,02777 раза больше тепла на расстоянии 6 а.е., в 0,01 раза больше тепла на расстоянии 10 а.е., в 0,0025 раза больше тепла на расстоянии 20 а.е. и так далее.

Если бы другая звезда была звездой типа F2V, ее светимость была бы в 5 раз больше, чем у главной звезды планеты. Таким образом, это дало бы планете 0,3125 тепла от первичной звезды на расстоянии 4 а.е., в 0,2 раза больше тепла от первичной звезды на расстоянии 5 а. тепло от первичной обмотки на расстоянии 10 а.е., 0,0125-кратное тепло от первичной обмотки на расстоянии 20 а.е. и так далее.

Таким образом, большую часть времени вклад тепла от другой звезды будет очень незначительным, и на планете будут обычные времена года. Но если бы планета имела очень небольшой наклон оси, нормальные времена года не имели бы большого значения для температур различных климатических зон. Температуры самого жаркого лета и самой холодной зимы будут почти одинаковыми.

Но когда главная звезда и планета проходят ближе всего к другой звезде, происходит значительное увеличение тепла, и на всей планете наступает очень жаркое лето.

Я также отмечаю, что, если смотреть с планеты, две звезды иногда выстраиваются в линию, иногда находятся на противоположных сторонах неба, а иногда находятся под любым углом между ними. Чем больше угол между двумя звездами, когда они были ближе друг к другу, тем длиннее были бы периоды, когда хотя бы одна звезда была на небе, и тем короче периоды ночи.

Таким образом, чем дальше друг от друга направления, если смотреть с планеты, на две звезды в период, когда звезды проходят ближе всего друг к другу, тем горячее становится планета.

KerrAvon2055 поднял интересный вопрос: вы можете изменять расстояние между планетой и ее звездой из года в год. Существующий ответ предполагает, что потребуется магия, и это может быть правильно, но:

Я содрогаюсь при мысли о том, насколько массивным и, возможно, насколько близким он должен быть, чтобы иметь достаточно большой эффект, KerrAvon2055 предполагает, что 0,02 а. В любом случае, если у вас есть суперюпитерианский мир в той же системе, вы можете сместить барицентр звездной системы за пределы основного. На самом деле может потребоваться тесная двойная система с желтым основным компонентом и коричневым карликом, дающим незначительное количество света/тепла. Тогда звезда будет вращаться вокруг той же точки, что и планета, а не планета, фактически вращающаяся вокруг самой звезды. Затем расстояние между ними будет колебаться по предсказуемой схеме оппозиций и соединений, оно может не быть постоянным из года в год, но оно будет создавать длительные «сезонные» колебания.

На самом деле, учитывая необходимую разницу в инсоляции (~ 50%), суперюпитерианский мир / коричневый карлик также выполняет другую функцию: он делит эллиптическую орбиту с рассматриваемой планетой и блокирует большое количество света первичной звезды зимой. в противном случае изменение интенсивности солнечного света просто недостаточно велико.