Может ли звезда вращаться вокруг нескольких планет или планеты с массивными спутниками?

Есть теоретические способы сделать это, но это настолько маловероятно, что, вероятно, не существует. Предположим, вам нужна система, в которой планеты находятся на стабильных орбитах друг вокруг друга. Основная трудность — это задача трех тел или проблема n тел . Подробнее об этом здесь и здесь .

Например, массивная планета может (теоретически) иметь единственную сверхмассивную луну с такой же массой, что и планета, хотя это, вероятно, будет считаться системой из двух планет. У одной планеты не может быть двух сверхмассивных спутников, потому что это было бы нестабильно. В общем, планеты во много раз превышают массу всех их лун вместе взятых, точно так же звезды во много раз превышают массу всех своих планет вместе взятых, и когда это перестает быть правдой, система больше не является стабильной. Очень трудно создать достаточную массу, добавляя в систему луны или добавляя достаточное количество планет, чтобы стать массивнее Солнца, если только планеты не врежутся друг в друга, но превысят определенную массу, они перестанут быть планетами и станут своего рода звезды, когда достаточное количество планет вместе взятых.

Если мы посмотрим на гравитационные системы, такие как наша Солнечная система, около 99,7% массы находится на Солнце, поэтому Солнце доминирует, и все вращается вокруг Солнца. У некоторых из более крупных объектов есть спутники, и что любопытно, но только потому, что они находятся на относительно спокойных орбитах вдали от других планет, несколько астероидов вращаются вокруг друг друга, но система очень структурирована вокруг Солнца с гораздо меньшими стабильными орбитальными зонами. вокруг планет.

У Плутона также есть довольно любопытная собственная орбитальная система, вероятно, вызванная ударом, где Плутон и Харон сравнительно большие, а вокруг них вращаются 4 крошечных спутника.

Источник :

Но такого рода структурированные системы возможны только в том случае, если у вас есть значительная разница в массе. Когда у вас есть 3 или более тел одинаковой массы и одинакового расстояния, вы получаете высокую степень математического хаоса и нестабильности. Существуют творческие математические приемы, чтобы заставить его работать, но ни один из них не является стабильным или вероятным.

Вот так выглядят 3 одинаковых по массе тела, и в такой системе, с постоянными изменениями, наиболее вероятным сценарием является выброс одного из тел в конце концов. (источник, проблема N-тела выше)

Существуют звездные системы с несколькими звездами, но они либо нестабильны, либо содержат значительные различия в массе. Гравитационная структура применима к большим планетам так же, как и к звездам, и об этом есть статья здесь .

Вы можете создать стабильность, если два объекта вращаются вокруг друг друга, а третий массивный объект находится достаточно далеко. (Альфа Центавра - это такая установка, хотя Проксима Центавра немного меньше, но это та же система).

Вы даже можете создать иерархию, в которой у вас есть 2 объекта, вращающихся вокруг друг друга, а затем еще 2, вращающихся вокруг друг друга, но удаленных, так что 2 со-орбитала вращаются вокруг друг друга, и если вы сделаете это достаточное количество раз, вы можете создать достаточно планетарная масса, где более массивная звезда могла бы далеко вращаться вокруг всего этого, но она становится очень структурированной и очень далекой. Это не то, что я бы назвал нормальной орбитой.

Вы также можете схитрить и иметь несколько планет на дико нестабильной общей орбите сближения и иметь звезду на некотором расстоянии, вращающуюся вокруг хаотического беспорядка в середине, но это не будет стабильно долго.

Не забывайте, что между планетами и звездами по массе есть коричневые карлики. Самые тяжелые планеты имеют массу около десятка масс Юпитера, а самые легкие звезды имеют массу чуть более 80 масс Юпитера (из статьи в Википедии о коричневых карликах). Это означает, что вам понадобится какая-то система из семи суперюпитеров, чтобы один красный карлик мог вращаться вокруг нее. Как пояснил userLTK в принятом ответе, на самом деле нет надежной стабильной конфигурации, в которой это работает.

Однако я могу предложить неправдоподобную стабильную конфигурацию. В пустой вселенной или глубоком межгалактическом пространстве два объекта могут находиться очень далеко друг от друга и при этом стабильно вращаться вокруг друг друга. Итак, представьте себе два суперюпитера, вращающихся вокруг общего центра тяжести. Вдали от них вокруг пары вращается третий суперюпитер. Точнее, он вращается вокруг общего центра тяжести трехпланетной системы.

Поскольку система настолько изолирована, мы можем, если я не ошибаюсь, повторять процесс бесконечно. Вы всегда можете отойти достаточно далеко от скопления, чтобы оно стало почти точкой с вашей точки зрения, а затем вращаться вокруг центра тяжести между вами и этой точкой. Используя этот процесс, вы строите систему с семью или более суперюпитерами и одним красным карликом, вращающимся очень далеко.

Если бы такая система существовала, я бы счел это свидетельством преднамеренной звездной инженерии. Такая цепочка идеальных орбит — слишком большое совпадение.