Описание планеты на кометоподобной орбите

У меня есть планета в Солнечной системе Земли, которая находится на орбите кометы, а не на орбитах наших планет. Мне нужна помощь, чтобы представить, как это будет работать, чтобы выполнить несколько требований для истории.

Требования в порядке важности

  1. Планета должна быть видна невооруженным глазом в течение многих лет. В настоящее время я обнаружил его примерно за 16 лет до того, как он достигнет своей ближайшей точки к Земле (он находится в x раз дальше, чем Луна, так что он кажется заметно больше Луны, хотя в абсолютном выражении он размером с Землю, у меня есть немного handwavium для приливные эффекты, которые могут быть вызваны). Он не должен начинаться невооруженным глазом как планета, а не как звезда, но должен быть виден невооруженным глазом как отдельная планета в течение нескольких лет до ближайшей точки.

  2. Планета должна быть видна напротив/поперек/не рядом с полной луной в ночном небе в северном полушарии. Он должен «подняться» в ночь своего ближайшего прохода, но то, как это выглядит, можно изменить. Эта орбита должна быть в основном или полностью такой, чтобы ее было видно ночью и в весенне-летние месяцы.

  3. Он должен быть достаточно близко, чтобы НАСА (и т. д.) отправило зонды в разумные сроки. Это установлено в настоящее время с использованием современных технологий, но я указываю «разумный», потому что зонды продолжают выходить из строя, и я хочу, чтобы НАСА могло отправлять несколько зондов для получения изображений между моментом их первого обнаружения и моментом, когда он находится ближе всего. Я знаю, что для создания и запуска зондов требуется время, и еще больше времени, чтобы добраться до объекта, потому что они часто не могут сделать прямой выстрел.

  4. Быть на стабильной орбите, которая позволяла бы время от времени сближаться с Землей (как часто это можно изменить), но предпочтительно таким образом, чтобы не было никакого исторического учета. Как и в случае с кометами, которые раз в поколение мы получаем, где мы можем посмотреть записи и догадаться, какой конкретный объект они имели в виду. (От этого можно отказаться, если это невозможно, учитывая, что более важно, чтобы планета была видна в ночном небе в течение многих лет). Редактировать В соответствии с предложением комментария ниже этого пункта следует читать; она появлялась в прошлом, по крайней мере, полурегулярно, но если этого требует орбита, видимый размер планеты не обязательно должен быть постоянным на протяжении всей истории.

  5. Что-то в орбите должно объяснить, почему она не была открыта до сих пор в официальном смысле, как, например, то, что мы знаем о Нептуне. Эта планета достаточно яркая, чтобы проливать свет на Землю с этой орбиты, поэтому я не вижу, чтобы ее раньше ошибочно принимали за звезду.

Мое понимание ответа

Я представляю себе эту планету так: она находится под очень косым углом по сравнению с плоскостью земной орбиты, и у нее очень эллиптическая орбита, поэтому, хотя она вписывается в земную орбиту в самом узком месте, она также выходит далеко за ее пределы. хотя бы часть орбиты. Я думаю, что наклонный угол создает впечатление, что он, по сути, приближается к земле в течение многих лет, сужается, пропуская ее, а затем делает то же самое много лет спустя, приходя с противоположного направления. На некоторых проходах он не был бы виден в небе (либо потому, что он находится напротив земной орбиты, либо в основном на дневной стороне и не заметен в солнечном свете), что объясняет его упущение в истории. Или еще на какой-то орбите, что означает, что он не всегда пересекает земной путь, даже находясь рядом с Солнцем.

Вопрос ; как будет выглядеть орбита, которую я описал? Есть ли что-то неправильное или несовместимое с этими требованиями, что делает эту орбиту неразумной.

Песочница Universe очень полезна для опробования этих сценариев.
Если вы хотите, чтобы он выглядел больше Луны, он приближается к Земле. Он примерно в 3 раза больше Луны, поэтому до Земли он доберется на 0,1 а.е. Я не понимаю, как у вас может быть стабильная система, в которой это происходит постоянно.
Это не сработает, как описано. То, что вы описали, находится на почти параболической орбите , которая будет находиться вблизи Земли всего несколько месяцев. Если вы говорите о том, какой эффект вы хотите для истории , а не об орбитальной механике, это даст нам больше свободы действий, чтобы придумать что-то, что работает.
@Schwern Эффект этой истории в том, что это новая планета, которая висит в небе достаточно долго, чтобы заработать имя, основанное на ее особенностях, стала частью фона для большей части мира, потому что ученые решили, что это не угроза. , а затем служит провоцирующим событием, когда оказывается, что это угроза.
@RichardHansen Должна ли орбита быть постоянной, чтобы быть стабильной в долгосрочной перспективе (минимум 1000 лет)? Я имею в виду, существуют ли другие виды устойчивых орбит, помимо эллиптических?
@Seserous Но это что-то, что определенно было так близко к Земле раньше? И это так же видно, как Луна? А исторических записей нет? И он все еще на той же орбите? Орбитальная механика не работает, что-то должно сдаваться.
@JaycieBeveri " хотя в абсолютном выражении он размером с Землю "
@seserous, он не обязательно должен быть эллиптическим, но он окажет влияние на орбиту Земли.
GOTO phet.colorado.edu/sims/my-solar-system/my-solar-system_en.html для быстрого, грязного и простого способа поиграть с орбитами, если вы не хотите чего-то такого сильного, как симулятор вселенной. Проверьте настройки солнца / планеты / кометы
@RichardHansen да, я так и думал, учитывая, насколько силен эффект луны, и она составляет всего 27% от нашего размера. Я должен передать этот аспект, чтобы история работала, планета не является нормальной материей, поэтому она не влияет на другие тела вокруг нее так, как должна, что является первым признаком для ученых, что с ней что-то не так.
@Seresous, если вы вручную машете его влиянием на другие вещи, кажется, что вы можете просто махнуть рукой на нужную вам орбиту. С точки зрения физики не имеет значения, из какого материала он сделан. Если гравитационно взаимодействует, то гравитационно взаимодействует.

Ответы (1)

Вы не можете иметь все это

Должна быть видна невооруженным глазом как отдельная планета за несколько лет до ближайшей точки.

Кажется, что он заметно больше Луны, хотя в абсолютном выражении он размером с Землю.

Быть на стабильной орбите, которая позволяла бы время от времени сближаться с Землей... но желательно так, чтобы не было никаких исторических сведений об этом.

Эти конфликтуют.

У нас есть записи о кометах, гораздо менее поразительных, чем предложенный вами объект, восходящие 2000 лет назад от китайцев, греков, вавилонян и т. д. Было бы зарегистрировано такое событие, как вторая луна. Нам нужна очень эллиптическая орбита, по которой она прошла последний раз до того, как мы записали записи, вероятно, более 4000 лет назад. Такая орбита является «почти параболической» , что означает, что у нее почти достаточно энергии, чтобы избежать гравитации Солнца.

Примером может служить C/1823 Y1, или комета Де Бреоте-Пона, или Великая комета 1823 года. Он был намного меньше вашего объекта и имел период обращения около 2300 лет . Падая к Солнцу, он ускорялся. Когда он пройдет мимо Земли на расстоянии 1 а.е., его скорость составит около 40 км/с . Ближе всего он находился на расстоянии 0,5 а.е. от Солнца со скоростью около 50 км/с . Если мы предположим, что средняя скорость внутри орбиты Земли составляет около 45 км / с, то он может находиться на орбите Земли в 150 000 000 км и выходить из нее примерно за 6 или 7 миллионов секунд или 77 дней.

150 , 000 , 000  км × 2 45  км/с × 1  день 60  секунды × 60  минуты × 24  часы "=" 77  дни

И это примерно то, что было замечено. Он был виден невооруженным глазом в декабре 1823 г., а к апрелю 1824 г. астрономы XIX века перестали его обнаруживать.

" Размером с Землю, но выглядит заметно больше Луны "

Вполне выполнимо, но ненадолго, и это не предсказуемо, не стабильно и не хорошо для Земли.

Как мы показали выше, эта штука с криком прилетит из внешней Солнечной системы на очень высокой скорости. Вполне возможно, что он может случайно пересечь орбиту Земли на нужном расстоянии, чтобы казаться больше, чем Луна.

Поскольку он полагается на то, что Земля просто окажется в нужном месте относительно орбиты объекта, и они не будут находиться в резонансе, это не будет обычным явлением на его орбитах. Это не продлится долго, поскольку и Земля, и объект движутся друг относительно друга.

Угловой диаметр Луны , насколько она велика на небе, составляет около 1800 угловых секунд или 0,5°. Угловой диаметр в угловых секундах равен

206265 × фактический диаметр расстояние

Обратите внимание, что это просто отношение фактического диаметра к расстоянию, поэтому, если мы хотим, чтобы что-то большее оставалось того же размера, оно должно быть дальше в том же отношении. Диаметр Земли примерно в 3,7 раза больше диаметра Луны, поэтому, чтобы объект размером с Землю казался размером с Луну, он должен быть примерно в 3,7 раза дальше. Луна находится на расстоянии около 400 000 км, поэтому наш объект находится на расстоянии около 1,5 млн км .

Но он не может оставаться там долго. Поскольку он движется к Солнцу (или от него) со скоростью около 45 км/с, он недолго будет оставаться в таком видимом размере. За час он проедет около 160 000 км, а за день проедет 3,9 млн км.

Лучшее, что мы могли сделать, это угрожающе расти и отступать в течение нескольких ночей.

Но это также очень близко , так что это повлияет на обе орбиты , так что это нестабильная ситуация. При ближайшем приближении они будут 1 21  Н друг на друга или примерно в 5 раз больше силы Земли на Луне . Это было бы плохо .

Что может заставить это работать?

Отбросьте историческую стабильность. Сделайте это однократным изменением орбиты.

Я буду черпать вдохновение из 2015 БЖ 509 . Это астероид на ретроградной орбите (он вращается в противоположную сторону от всего остального) рядом с Юпитером. Недавно он привлек к себе внимание из-за статьи, в которой утверждалось, что это может быть внесолнечный объект, захваченный Юпитером. У Скотта Мэнли есть отличное видео, объясняющее, почему это так важно, и с отличной анимацией.

У вас может быть объект размером с Землю с низким альбедо на эксцентричной орбите с очень большим наклоном. Поскольку он находится под большим наклоном, он проходит через Солнечную систему каждые несколько сотен лет. Поскольку она находится так далеко от плоскости остальных планет, она обычно почти не взаимодействует во время своего путешествия по внутренней части Солнечной системы. Поскольку его альбедо очень низкое, и он не подходит достаточно близко к Солнцу, чтобы испарить газы и оставить заметный след, астрономы-историки обычно не замечают его.

Современные астрономы предвидят это на этот раз. Но на этот раз все по-другому. На этот раз он подходит слишком близко к Юпитеру. Это взаимодействие тормозит и переводит его на новую орбиту с меньшим эксцентриситетом и меньшим наклонением.

Внезапно новая планета размером с Землю проносится сквозь внутреннюю Солнечную систему, пересекая все орбиты. Если немного поиграть, то можно найти эллиптическую, наклонную орбиту, но время от времени все же проходящую близко к Земле.

Насколько близко он должен подойти к Юпитеру, чтобы это произошло, я позволю кому-то другому выяснить. Замечу, что захват астероида и захват планеты размером с Землю, вероятно, в миллион раз более массивной (и с в миллион раз большей инерцией для преодоления) — это несколько разные вещи.

Спасибо, что опубликовали это, так что мне не нужно ;-) Если у вас есть время, вы можете заключить текст в скобки \text{blabla}, чтобы улучшить читаемость.
@cms Я только что делал это. Спасибо за исправления MathJax. Извините за конфликты. Я не забуду использовать \text в следующий раз.
Описание планеты на кометоподобной орбите
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v