¿Puede un planeta tener una órbita con forma de figura 8?

No a largo plazo. La nave espacial Apollo siguió un camino más o menos similar para el tránsito Tierra-Lunar, pero eso requirió ejecutar quemaduras para la modificación de la órbita. La órbita de la figura 8 se usó específicamente para aprovechar la órbita más grande del sistema Tierra / Luna; el cohete despega de la Tierra en una órbita en la misma dirección a su alrededor que la Luna (que también es la misma dirección en que la Tierra gira y gira alrededor del Sol), lo que nos permite el mayor delta-V posible para un costo de energía dado . Luego despegamos nuevamente de la órbita terrestre con una ligera ayuda de gravedad para dirigirnos hacia la Luna, pero cruzamos para interceptar la luna en su borde de ataque. Al hacer esto, mientras damos vueltas alrededor de la parte posterior de la Luna, el movimiento de la luna “lejos” de nosotros a lo largo de su órbita de la Tierra disminuye nuestra velocidad tangencial, lo que nos permite “estacionar” en la órbita lunar con menos energía. Pero, aún debemos quemar mucha * energía * para que estas diversas transiciones sucedan.

El primer problema con su modelo es como dijo Rajesh Rocky; Para que los soles mantengan una distancia estable entre ellos, tienen que orbitar entre sí. Digamos que sucede en sentido antihorario como se ve en este diagrama. La velocidad tangencial de los dos soles significará que, a medida que el planeta redondea al Sol 1 desde la esquina superior izquierda, se acelera, porque la reducción relativa de la velocidad angular causada por el movimiento del Sol 1 en la misma dirección hará que el planeta “caiga” hacia el sol para compensar, aumentando tanto la velocidad lineal como la velocidad angular. Eso hará que el planeta se “deslice” alrededor del Sol 1 y se dirija hacia el borde inferior del diagrama. La gravedad del Sol 2 empujará al planeta hacia el sistema binario, y el planeta entrará en órbita alrededor del Sol 2. Tenga en cuenta que el Sol 2 también gira en sentido antihorario, por lo que nuevamente, el planeta se ralentizará en un momento angular relativo para Sol 2, caiga hacia el Sol 2 y vuelva a lanzarse hacia el Sol 1. El resultado neto sería una órbita elíptica de “espirógrafo” alrededor del baricentro del sistema binario. Cuanto más estable sea la órbita en términos de distancia relativa a cualquiera de las estrellas en un momento dado, más circular será la órbita (y mayor será la distancia orbital).

Si el planeta alguna vez comenzó en la parte superior derecha de este diagrama, con los soles en órbita en sentido antihorario, compre el planeta en órbita en sentido horario, perdería mucho impulso angular a medida que el Sol 2 se alejara y se aceleraría hacia el Sol 2, o hacia el baricentro de todo el sistema. Lo que sucede entonces depende nuevamente de las masas relativas; El resultado más probable que no implica que el planeta sea consumido por ninguno de los dos sol es una órbita estable alrededor del Sol 2, volviéndose oblongo a medida que la trayectoria del planeta alrededor del Sol 2 será empujada hacia afuera por la influencia del Sol 1.

Incluso en una situación imposible donde las dos estrellas estaban estacionarias, y exactamente la misma masa, a medida que el planeta gira alrededor del sol y la gravedad del otro comienza a afectar la órbita, en el momento en que el planeta pasa a través del baricentro de todo este sistema, la gravedad cancelará todo movimiento en la dimensión X del diagrama (hacia o lejos de cualquier sol). El componente restante de la velocidad del planeta, tangencial, lo enviará directamente en un camino perpendicular a la línea entre los dos planetas, en el plano de la eclíptica. No llegará lejos; la gravedad de las estrellas todavía está actuando en el planeta, solo está equilibrada en la dirección X, por lo que la velocidad en la dirección Y se ralentiza hasta que el planeta se empuja hacia el baricentro nuevamente. Acelerará todo el camino, por lo que pasará el baricentro, luego la gravedad disminuirá su escape una vez más. Este yoyo podría proceder indefinidamente, pero lo más probable es que el planeta, durante miles de millones de años, eventualmente se establezca en un punto fijo entre las dos estrellas. Esto se conoce como un “punto lagrangiano” entre los dos objetos masivos; específicamente, es el punto L1, y los objetos colocados en este punto están en una posición donde la gravedad de los dos objetos masivos está exactamente equilibrada, por lo que el objeto en el punto de Lagrange permanecerá estacionario en relación con los otros objetos.

Caso 1: si se trata de un problema hipotético plano, no es posible
Motivo: si las fuerzas son independientes del tiempo, el sistema siempre tendrá un único futuro para cada ubicación actual. Y en su figura, en el punto de cruce, hay dos posibles direcciones futuras para que el punto blanco se mueva.
Más técnicamente, la figura que ha dibujado es un retrato de fase. (lo que significa que la figura representa la evolución de las coordenadas de un sistema con el tiempo). Es imposible que los retratos de fase se crucen en un sistema clásico.

Caso 2: si es un problema práctico y plano. Es posible
Motivo: a menudo hay incertidumbres en un sistema práctico que hace que el sistema tome diferentes caminos en diferentes momentos desde un punto de equilibrio inestable. Entonces, de vez en cuando, puede tomar la trayectoria de ‘figura de 8’. Sin embargo, esto no será periódico y, por lo tanto, no siempre se repetirá. Consulte: Lorentz atractor y caos.

Como no puedo ver a nadie mencionarlo, pongo mis cinco centavos aquí. Se ha hecho algo similar, varias misiones de Apolo volaban en una “trayectoria de retorno libre”.
Fuente: Wikipedia

Después de la inyección translunar quemada, Apolo 8 10 y 11 siguieron una trayectoria que los llevaría de regreso a la Tierra a menos que “frenaran” en el otro lado de la Luna.

Tener en cuenta que:

• La masa de la Tierra es significativamente mayor que la de la Luna.
• la nave espacial solo lo hizo una vez

No veo por qué una trayectoria como esta en un sistema binario no sería posible.
Uso la palabra trayectoria porque una órbita es una historia diferente. La órbita de los planetas no solo se ve afectada por la estrella, sino que se inducen pequeñas perturbaciones por la gravedad de todos los demás planetas del sistema. Normalmente esto pasa desapercibido debido a las enormes distancias involucradas y prácticamente se cancela a largo plazo. Sin embargo, en este caso, estas perturbaciones podrían fácilmente arrojar su planeta a una órbita drásticamente diferente, o tal vez a la estrella misma.

Espero que esto ayude.

PD: Esta es mi primera respuesta en Quora. Crucemos los dedos 🙂

Bueno, su pregunta plantea un escenario hermoso en términos de ciencia ficción, pero no de ciencia. Según su pregunta, el planeta está orbitando un sistema estelar binario. Entonces, cada sistema estelar binario tiene un cierto punto llamado centro de gravedad, que es un punto que puede ser reemplazado por una sola estrella en lugar de las dos. Las dos estrellas orbitan el centro de gravedad de su sistema. Además, el camino elíptico es la mejor forma posible para la órbita del planeta (tiene la energía más baja).

En la situación que propone, la órbita del planeta puede volverse inestable y existe una posibilidad justa de que el planeta colisione con una de las estrellas o se escape de la órbita. Por lo tanto, es más probable que el planeta siga una órbita elíptica con el centro de gravedad en uno de los focos de la elipse, en lugar de una órbita que se asemeja a un símbolo de infinito.

Espero que esto resuelva tu consulta.

Si lo piensa paso a paso, comenzando desde la izquierda del primer sol en su modelo, la única forma en que de repente cambiaría a orbitar el segundo sol sería que la atracción gravitacional del segundo superara al primero.

Esto significaría que el sol 2 es mucho más masivo que el sol 1. Incluso descartando el hecho de que esto implicaría que el sol 1 estaría orbitando o eventualmente colisionaría con el sol 2, no habría forma de que el planeta volviera a entrar en la órbita de sol 1 sin fuerza externa. Su órbita se estabilizaría alrededor de la que fuera más masiva (o simplemente alrededor de ambas).

Teniendo en cuenta la idea de que ambos soles son de igual masa y estáticos en el espacio, el planeta idealmente alcanzaría la mitad exacta de los dos * a medida que viaja tangente a sus campos gravitacionales que se cruzan …
y luego simplemente continuaría, y tal vez tirachinas hacia adelante y hacia atrás, pero aún en esa línea entre y paralela a los dos soles. En este punto, tendría fuerzas iguales tirando de él en ambas direcciones, cancelándose mutuamente, y eventualmente se estabilizaría para estar en el punto medio de los dos soles.

* (siempre que estén lo suficientemente separados y la órbita del planeta sea lo suficientemente obtusa)

Si bien este es un escenario extremadamente ideal, es lo más cercano que esta situación puede llegar a la figura descrita.

Hipotéticamente, si hubiera otras dos fuerzas masivas orbitando este sistema de dos estrellas de alguna manera que empujaría al planeta a una órbita tan irregular, ¿podría funcionar? Si todavía tienes curiosidad, te invito a teorizar sobre eso.

EDITAR: teoricé sobre eso. Es un enfoque realmente juvenil ya que simplemente lancé fuerzas adicionales allí, pero de esto es de lo que estaba hablando:

Obviamente tomará más pensamiento que esto.

(se supone que el “sol” a la “derecha” en la segunda imagen es la cuarta, me quedé perezosa y no escribí 4 sobre las 3)

EDICIONES ADICIONALES: ¡Espera, lo tengo!

¿Tiene que tener la forma de un 8 en el mismo plano? Si no, tengo tu respuesta.

Si un planeta está en una órbita estable alrededor de un sistema de 2 estrellas, en el que una estrella orbita a la otra, si tuvo un período de revolución de la mitad del tiempo que le toma a la estrella más pequeña hacer una revolución completa, desde cierto ángulo, la ruta se parecería a una S:

Y haría lo mismo en el camino de regreso, completando la “otra mitad” de la figura 8. No estoy seguro si mis suposiciones físicas son correctas aquí, pero esto debería funcionar, ¿verdad?

No, realmente no.

Esta es una configuración dinámicamente inestable, y no duraría más allá de unos pocos intercambios. El planeta casi siempre terminaría gravitacionalmente unido a una estrella u otra.

Hay otras dos alternativas: la eyección, o el caso más interesante de una órbita alrededor de uno de los puntos de Lagrange del sistema estelar. Si la relación de masa de las estrellas es lo suficientemente alta y no hay otros planetas en el sistema, estas órbitas alrededor de los puntos de Lagrange pueden ser dinámicamente estables en escalas de tiempo astronómicas (miles de millones de años).

Tengo conocimientos básicos de astronomía, así que perdón por mis errores,

Primero, digamos que hay dos soles (que son estrellas como algunos podrían insistir).

En segundo lugar, la estrella con menos masa orbitará a la estrella más pesada debido a la proximidad.

Por último, si de alguna manera pones un planeta cuya órbita de alguna manera forma un lemniscate mientras orbita alrededor de las dos estrellas en las que la estrella más ligera orbita a la estrella más pesada … Terminarás con un planeta que ya ha chocado con la estrella más ligera o chocará con la misma. estrella en el futuro cercano si no es destruido por un asteroide salvaje.

También existe la posibilidad de que:
– La órbita decaerá primero, enviando el objeto en órbita al espacio.
– Una de las estrellas se convertirá en supernova.
– Una de las estrellas se expandirá a un gigante rojo y engullirá dicho planeta.
– La situación de su problema no es posible.

Tal órbita sería inestable. Es posible que un planeta en un sistema binario, de vez en cuando, cambie de orbitar una primaria a otra debido a perturbaciones de otros planetas o estrellas que pasan. Sin embargo, si suponemos que las primarias son de igual masa y están en órbita estable entre sí, entonces el planeta terminará orbitando ambas estrellas, en una órbita mayormente elíptica con el centro de masa del sistema de dos estrellas en un foco. También es posible que el planeta pueda “descansar” en uno de los puntos de Lagrange del sistema de dos estrellas, si una de las estrellas es mucho más masiva que la otra (al menos 25 veces), pero no se quedaría allí indefinidamente

Si es posible. Hay cinco puntos lagrangianos en una configuración orbital de dos cuerpos, es decir, suponiendo que uno de esos dos soles esté orbitando al otro (ejemplo: la misión Kepler de la NASA descubre dos estrellas en órbita mundial). Los puntos de Lagrange dan un pequeño margen de órbita donde un planeta podría orbitar teóricamente a ambas estrellas en forma de 8.

Animación: http://upload.wikimedia.org/wiki …

Punto lagrangiano: los puntos lagrangianos son las cinco posiciones en una configuración orbital donde un objeto pequeño afectado solo por la gravedad puede mantener una configuración orbital estable con respecto a dos objetos más grandes (como un satélite con respecto a la Tierra y la Luna). Los puntos de Lagrange marcan posiciones donde la atracción gravitacional combinada de las dos grandes masas proporciona precisamente la fuerza centrípeta requerida para orbitar con ellas.

Editar: Estaba usando puntos de Lagrange que el Apolo 13 se hizo orbitar alrededor de la luna y volver a la tierra nuevamente.

Sí, esta es la órbita de Arenstorf, descubierta en 1963 y utilizada (en parte) para las misiones Apolo. Las órbitas de Arenstorf son en realidad una familia de soluciones para el problema restringido de tres cuerpos (donde la gravedad del cuerpo terciario tiene un efecto insignificante en los otros dos). Las órbitas de Arenstorf no son estables. Supongo que eso significa que no pueden ocurrir en la naturaleza, excepto temporalmente,

Los planetas solo pueden formarse muy cerca (es decir, en órbita alrededor de una de las dos estrellas) o lejos de un sistema estelar binario. Las órbitas de la figura 8 no permiten que ocurra la acumulación protoplanetaria a largo plazo requerida.

También te puede interesar la familia de la figura ocho de Moore, donde tres cuerpos de igual masa se persiguen alrededor de una figura de ocho caminos.

Solo para agregar a las otras respuestas, hay una órbita estable que puede tener un planeta, entre dos estrellas binarias como esta y pasar la misma cantidad de tiempo cerca de ambas estrellas. Pero no es una cifra de ocho. Es una órbita de sacacorchos. El planeta gira en espiral alrededor de la línea que une las dos estrellas, y en esa espiral se mueve de una estrella a otra y luego regresa nuevamente.

Los autores del artículo sobre este tema también descubrieron que si la alineación es correcta, podríamos observar los planetas en estas órbitas de sacacorchos fotométricamente.

Sacacorchos planetas en espiral de ida y vuelta entre dos estrellas

En primer lugar, debe comprender que no hay órbitas circulares sino elípticas con la estrella / planeta más grande en uno de los focos de la elipse.

Considere el caso cuando el planeta / luna está más alejado de la estrella / planeta que tira y está más cerca de los focos de la misma masa que otra estrella / planeta.

Dado que debería orbitar exactamente hasta que su velocidad tangencial sea perpendicular a la línea que une ambas estrellas / planetas, el planeta / luna dado no encontraría posible tener la influencia de ninguna de las fuerzas y escaparía de una órbita con forma de 8.

Esta configuración no es estable y, por lo tanto, no puede existir en primer lugar.

Sí, pero no por mucho tiempo.

Tal disposición orbital es increíblemente inestable y solo tomaría una pequeña inestabilidad destruir la órbita de la figura 8.

Si un planeta estaba, de alguna manera, en este tipo u disposición orbital, tiene 3 destinos posibles: eventualmente se asentará en una órbita (probablemente excéntrica) alrededor de una de las estrellas, los tirones gravitacionales de las 2 estrellas harán que el planeta sea expulsado en el espacio interestelar o el planeta terminará chocando con uno de los soles.

Todos los macro cuerpos en la naturaleza se mueven. Ningún cuerpo libre puede orbitar alrededor de otro cuerpo móvil en ningún tipo de trayectoria geométrica cerrada. El cuerpo en órbita tiene que moverse junto con y sobre su cuerpo central. La figura 8, que es una combinación de dos caminos geométricos cerrados, un cuerpo planetario no puede moverse en ese camino. ver: http://vixra.org/abs/1311.0018

No creo que sea posible. Piensa en el punto en el que ambas trayectorias se cruzarían. Dado que la tangente en la trayectoria daría la velocidad del planeta en ese punto. En el punto de intersección de la trayectoria, el planeta tendría dos vectores de velocidad diferentes que apuntan en diferentes direcciones.

No es posible.
De hecho, la órbita será como si UNA sola estrella con la masa combinada de ambas existiera en el Centro de Masa del sistema de 2 estrellas. Sin embargo, Robert Frost podría darle una descripción correcta y más precisa. Solo soy un estudiante de secundaria después de todo. 🙂

Tendría 3 temporadas

1.orbita alrededor de la estrella roja

2. Cruzando entre los inicios en el centro de la figura 8

3.o Orbitar alrededor de la estrella azul / blanca

Referencias: ¿Puede un planeta tener un tipo de órbita de figura 8 alrededor de dos estrellas separadas?

La forma de una órbita, y de cualquier movimiento, depende del lugar y el movimiento del observador.

Entonces, sí, es posible.

Ahora, cuando hablamos de la forma de una órbita, asumimos que el observador es la estrella (o el planeta si hablamos de una luna). Y el problema es que lo que llamamos una órbita es una ruta regular y repetitiva alrededor de un cuerpo más masivo que, si el observador es el cuerpo más masivo, siempre tiene una forma elíptica .

Entonces, incluso si una “órbita” en forma de signo infinito, observada desde la estrella, fuera posible, no se llamaría una órbita.

¿Qué clase de pregunta es esa? ¿En forma de infinito? ¿Cómo se ve la forma de Infity? Y surgen muchas más preguntas de este tipo.
Si quieres decir alrededor de una estrella con una órbita elíptica de radio infinitamente grande, entonces es una historia completamente diferente. Usted ve que existe esta ley de gravitación que se considera. Y este planeta tiene que moverse alrededor de la estrella en una órbita y esa órbita no puede tener un radio infinitamente grande.