Tatooine orbita duas estrelas ou apenas uma, com uma segunda estrela mais distante?

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Tatooine tem dois sóis no céu, isso é muito claro.

Dos planetas descobertos em nossa galáxia que têm dois sóis no céu, existem dois arranjos possíveis das estrelas e do planeta:

  1. Um arranjo "circumbinário", em que a distância entre as estrelas é muito menor que a distância entre qualquer uma das estrelas e o planeta. Nesse caso, o planeta orbita as duas estrelas. "Circumbinary" se refere a isso, o planeta circula em torno de uma estrela binária.
  2. Um arranjo "circunstancial" em um binário amplo, em que a estrela orbita apenas um das estrelas, e o planeta e a estrela que ele orbita estão muito mais próximos do que a segunda estrela, ou o planeta ou a estrela que orbita.

Existe uma resposta canônica para qual dos dois cenários acima descreve o sistema estelar de Tatooine?

Um pouco mais de astrofísica (possivelmente relevante): um planeta em um esquema circumbinário teria um ciclo dia / noite muito semelhante ao nosso, pois os dois sóis sempre aparecem próximos um do outro no céu. No entanto, um planeta no arranjo "circunstancial" teria dias de duração variável. Quando as estrelas aparecem juntas no céu, um ciclo diurno / noturno semelhante à Terra aconteceria, mas quando as estrelas estavam em lados opostos do planeta, o planeta não passaria nenhuma noite.

Na famosa cena em que Luke está contemplando seu futuro, as duas estrelas parecem ter o mesmo tamanho no céu, embora cores diferentes. Se as duas estrelas ainda estivessem na sequência principal (ou seja, ainda queimando hidrogênio em seus núcleos), a estrela vermelha seria menor em raio do que a estrela amarela e, portanto, deve estar mais próxima de Tatooine no momento da reflexão de Luke do que a amarela. Estrela.

por Estrêla de Neutróns 20.09.2016 / 02:54

2 respostas

Circumbinary.

De acordo com o (cânone) Star Wars Databank, Tatooine é:

A harsh desert world orbiting twin suns

Isso sugere que está orbitando as duas estrelas, não apenas uma, o que a torna circumbinar: o primeiro dos dois arranjos que você descreve.

A novela oficial é ainda mais clara sobre isso (obrigado @MrLister pelo ponteiro):

At first it seemed certain nothing could exist on such a planet, least of all humans. Yet both massive G1 and G2 stars orbited a common center with peculiar regularity, and Tatooine circled them far enough out to permit the development of a rather stable, if exquisitely hot, climate.

XKCD (obrigado @Ram pelo link!) explica como poderíamos deduzir isso apenas a partir das evidências que aparecem no próprio filme:

If you lived on [a circumstellar planet], the two Suns would spend most of the year in different parts of the sky. Depending on how big they were, they may also be very different in brightness. If you were orbiting the larger star, the smaller one might be no brighter than the Moon, or even look like an ordinary planet or star.

Tatooine, in Star Wars, looks like it's probably a circumbinary planet. The two stars appear pretty close together in the sky and similar in color and size, so it seems reasonable to guess they're actually near one another, with Tatooine orbiting both of them.


Como evidência adicional (embora não canônica), vários planetas circumbinários na vida real foram referidos como planetas do tipo Tatooine:
  • The existence of a world with a double sunset, as portrayed in the film Star Wars more than 30 years ago, is now scientific fact. NASA's Kepler mission has made the first unambiguous detection of a circumbinary planet - a planet orbiting two stars - 200 light-years from Earth.

    -- NASA (emphasis mine)

  • A team of astronomers at the International Astronomical Union meeting in Honolulu, including University of Hawaii astronomer Nader Haghighipour, will announce on August 14 the discovery of the tenth transiting circumbinary planet.

    The team is led by William Welsh, a professor at San Diego State University. The work has been published in the Astrophysical Journal, and the preprint is available.

    Reminiscent of the fictional planet Tatooine in “Star Wars,” circumbinary planets orbit two stars and have two “suns” in their skies. The new planet, known as Kepler-453 b, takes 240 days to orbit its parent stars.

    -- Institute of Astronomy, Hawaii University (emphasis mine)

  • Planets orbiting 2 stars are called circumbinary or 'Tatooine' planets

    -- Daily Mail

  • Planets that orbit two stars, like Kepler-1647b, are known as circumbinary planets, or “Tatooine” planets, named after Luke Skywalker’s home world in Star Wars.

    -- Science Explorer (emphasis mine)

20.09.2016 / 03:04

A ciência indica que é muito mais provável que Tatooine orbite as duas estrelas do que uma delas, de acordo com a maneira como é retratada nos filmes. Os astrônomos costumam chamar planetas circumbinários que orbitam em torno de duas estrelas "Tatooines" - provavelmente parece óbvio para muitos que os efeitos especiais dos dois sóis mostrando os dois do mesmo tamanho provam que Tatooine quase certamente orbita em torno de seus dois sóis.

De fato, se o próprio George Lucas me dissesse que Tatooine orbita apenas um de seus sóis e o outro está muito mais distante, eu diria "Phooey, você está errado, Tatooine deve orbitar seus dois sóis como um planeta circumbinário".

Sistemas estelares múltiplos e binários tendem a ter uma estrutura "hierárquica". Cada estrela adicional ou par de estrelas no sistema geralmente é separado por distâncias muito maiores do que as estrelas internas.

Pode haver estrelas 2 separadas por unidade de distância 1 e, em seguida, outra estrela ou par próximo de estrelas separadas por unidades de distância 20 e talvez uma estrela pai ou par de estrelas parciais em unidades de distância 300, por exemplo.

Se um planeta que orbita uma estrela ou um par próximo de estrelas em um sistema tem uma órbita estável, qualquer outra estrela ou par de estrelas teria que orbitar pelo menos dez vezes a distância que o planeta orbita.

1) Se Tatooine orbitar ambas as estrelas.

Nos filmes, os dois sóis de Tatooine parecem ter o mesmo tamanho aparente e cores muito semelhantes. Cores semelhantes indicam temperaturas semelhantes. Basicamente, eles parecem ser gêmeos com os mesmos tamanhos, massas, temperaturas e brilho.

Se eles estão à mesma distância das órbitas de Tatooine e Tatooine ao redor de ambos como um planeta circumbinário, é isso.

Os sóis gêmeos de Tatooine podem ter aproximadamente o mesmo tamanho que o Sol - cerca de 10 km de diâmetro - e orbitar um ao outro a uma distância de cerca de 9 km a 7 milhas de distância, e cerca de 10 a 10 vezes o seu diâmetro. E Tatooine pode orbitá-los a cerca de 800,000 vezes a distância da Terra do sol e, portanto, a cerca de 5,000,000 milhões de quilômetros.

Sugeri que os sóis gêmeos de Tatooine podem ser separados cerca de 6.25 a 12.5 vezes seus diâmetros, mas nos filmes eles geralmente são mostrados separados por cerca de duas a quatro vezes seus diâmetros. Duas estrelas com massas semelhantes ao sol da Terra orbitando cerca de cinco a dez milhões de milhas orbitariam uma a outra em um período de alguns dias, eu acho. Assim, como visto em Tatooine, as estrelas parecem estar separadas por cerca de duas a quatro vezes seus diâmetros a cada poucos dias.

Portanto, não seria muito improvável que eles fossem vistos em uma separação angular tão aparente em várias cenas diferentes, com anos de diferença.

Se os sóis gêmeos de Tatooine também forem gêmeos do sol da Terra, seria bastante provável que o sistema Tatooine tivesse durado bilhões de anos necessários para que grandes organismos multicelulares evoluíssem em Tatooine.

2) Se Tatooine orbitar apenas uma das estrelas.

E se Tatooine orbitar em torno de um dos sóis e o outro sol estiver muitas vezes mais longe? Podemos supor que a estrela mais próxima orbitada por Tatooine seja semelhante ao sol da Terra. Assim, Tatooine pode orbitar em torno da 93,000,000 milhas de distância.

Se o outro sol tiver que ser pelo menos dez vezes maior que Tatooine para que Tatooine tenha uma órbita estável, deve estar a pelo menos 930,000,000 milhas das órbitas estelares da estrela Tatooine e possivelmente muitas vezes essa distância.

Se Tatooine orbitar a uma distância de milhas 93,000,000 e o sol mais distante orbitar a uma distância de 930,000,000 milhas do sol, Tatooine orbita, durante o ano de Tatooine, a distância entre Tatooine e o sol exterior variará entre milhas de 837,000,000 e milhas 1,023,000,000 - se Tatooine orbitar no mesmo plano que as duas estrelas orbitam uma a outra, o que é desejado. Assim, o sol externo será 1.222 vezes a distância de Tatooine quando estiver mais distante do que quando estiver mais próximo, e o diâmetro aparente do sol externo variará visivelmente. Na verdade, as duas órbitas serão um pouco elípticas e a diferença será mais do que isso.

O efeito do sol externo variando em diâmetro aparente durante um ano de Tatooine pode ser reduzido até que não seja mais perceptível movendo o sol externo cada vez mais longe de Tatooine.

Se o sol externo estiver pelo menos dez vezes mais distante do que o interior do que Tatooine, terá que ter pelo menos dez vezes o diâmetro físico do sol interno para ter o mesmo diâmetro aparente.

Mas todas as estrelas principais de sequência com cores e tipos espectrais semelhantes têm diâmetros semelhantes. Se o sol interior de Tatooine é uma boa estrela anã de seqüência principal de classe de luminosidade V, que pode brilhar com brilho razoavelmente constante pelos bilhões de anos necessários para a vida multicelular evoluir em Tatooine, o sol externo com uma temperatura semelhante, mas dez vezes a O diâmetro não deve ser uma estrela da sequência principal.

Deve ter sido pelo menos um pouco mais massivo originalmente do que o sol interior e evoluiu mais rapidamente e saiu da sequência principal, inchando em uma estrela sub gigante da luminosidade classe IV, ou em uma estrela gigante da luminosidade classe III ou em um gigante brilhante da classe de luminosidade II ou um supergigante das classes de luminosidade Ia ou Ib.

Mas as estrelas permanecem apenas em uma das fases gigantescas por períodos relativamente curtos, centenas de milhares a centenas de milhões de anos, e eventualmente se tornam pequenas anãs brancas que apareceriam como estrelas como pontos de luz no céu de planetas próximos, em vez de discos. .

Portanto, se o sol externo tiver inchado muitas vezes o diâmetro do sol interno, e se as duas estrelas tiverem a mesma idade de costume em um sistema de estrelas duplas, ele deverá ser mais massivo que o sol interno. E se o sol exterior for mais do que apenas algumas vezes mais massivo que o sol interno, passará por uma fase gigante quando os planetas do sol interior ainda não tiverem idade suficiente para ter uma vida nativa complexa.

O sol interior deve ter uma massa dentro de um intervalo relativamente pequeno para que Tatooine seja habitável e tenha uma vida nativa complexa, e o sol externo deve ter uma massa dentro de um certo intervalo para passar pela fase gigante antes do sol interior mas depois que o sol interior já está velho o suficiente para Tatooine ter uma atmosfera de oxigênio e uma vida nativa complexa.

A faixa de massa entre o sol interno e o exterior determinará quantas vezes o diâmetro do sol externo na fase gigante pode ser relativo ao diâmetro do sol interno enquanto estiver na sequência principal.

A distância mínima entre os dois sóis deve ser pelo menos dez vezes a distância entre o sol interno e Tatooine e, portanto, o sol externo na fase gigante deve ser pelo menos dez vezes o diâmetro do sol interno. Mas como os dois sóis têm quase certamente a mesma idade, há um limite máximo - que pode ser calculado - de quão grande e amplo o sol exterior pode ser se todo o sistema tiver idade suficiente para Tatooine ter uma atmosfera de oxigênio e formas de vida nativas avançadas .

Planetas de estrelas únicas orbitam nos planos equatoriais da rotação de suas estrelas. mas em sistemas de estrela dupla, os diferentes planos rotacionais das estrelas não estão necessariamente no mesmo plano, pois giram em torno um do outro.

Assim, Tatooine poderia orbitar em torno do Sol interior em um ângulo entre zero e noventa graus em relação às órbitas das duas estrelas.

Se o ângulo da órbita de Tatooine for zero graus, os dois sóis estarão em lados opostos de Tatooine durante parte do ano e do mesmo lado durante outra parte do ano. O sol interior eclipsará o outro sol uma vez por ano. E haverá um período de talvez semanas durante cada ano em que os dois sóis aparecerão tão juntos no céu quanto em várias cenas de Tatooine. E durante o resto do ano os dois sóis parecerão mais distantes.

Se Tatooine passar entre os dois sóis durante parte do ano, e se os dois sóis derem quantidades iguais de luz e calor a Tatooine, como indica sua aparência, Tatooine deve estar quente o suficiente para matar toda a vida durante parte de cada ano.

Os lugares na Terra esquentam durante o dia e se refrescam à noite. Quando os dias são mais longos do que as noites em um lugar na Terra, ele esquenta mais rápido do que esfria. Quando as noites são mais longas do que os dias em um lugar na Terra, esfria mais rápido do que esquenta.

Se os dias são muito quentes em Tatooine, quando os dois sóis são vistos juntos no céu e esfria durante a noite, quão quente ficaria quando Tatooine está entre os dois sóis e nunca esfria por semanas ou meses? Provavelmente quente o suficiente para matar toda a vida no planeta.

Um planeta que orbita uma estrela em um sistema de estrela dupla não superaquecerá e matará toda a vida quando estiver entre as duas estrelas, se a estrela externa estiver longe o suficiente para parecer muito menor que a outra, ou mesmo como mera estrela. ponto de luz e fornece ao planeta muito menos luz e calor do que o outro. Então o planeta pode ser habitável.

Mas se a estrela externa for próxima e grande o suficiente para parecer um gêmeo da estrela que o planeta orbita e fornecer a esse planeta aproximadamente o mesmo calor e luz que a estrela mais próxima, ela será assada e esterilizada o planeta uma vez por ano. ano em que o planeta passa entre as duas estrelas e não pode esfriar à noite.

E se o ângulo entre a órbita de Tatooine e a órbita das duas estrelas em torno uma da outra for de graus 90, os dois sóis sempre aparecerão quase noventa graus de distância um do outro e nunca parecerão tão próximos quanto os filmes.

A menos que o ângulo entre a órbita de Tatooine e a órbita das duas estrelas esteja a menos de alguns graus do zero, as duas estrelas nunca parecerão tão próximas umas das outras no céu de Tatooine como eu me lembro delas sempre sendo representadas.

Conclusão.

Portanto, acredito que é muitas vezes mais provável que Tatooine orbite as duas estrelas em seu sistema do que orbitando apenas uma dessas estrelas. E um astrofísico poderia calcular a probabilidade.

E quando os astrônomos encontram planetas solares extras que orbitam duas estrelas - estrelas circumbinárias - eles costumam chamá-los de "Tatooines" - talvez porque muitos astrônomos naturalmente considerem os efeitos especiais que mostram os dois sóis do mesmo tamanho aparente que acreditam que Tatooine orbita os dois. seus sóis e não podiam orbitar apenas um deles.

28.02.2017 / 04:07