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Titolo: Sistemi planetari di stelle doppie

Salve. Sono nuovo in questo newsgroup, per cui mi presento.
Sono un pensionato che, invece che alle carte e al calicino in qualche
circolo o bar, preferisce mantenere in forma i neuroni ocntinuando ad
aggiornarsi. Ho poche conoscenze di astronomia e meno ancora di astrofisica
e nessuna osservazione all'attivo.
Sono appassionato di fantascienza, ho pubblicato un paio di raccolte di
racconti e qualche racconto su riviste e sto scrivendo un romanzo sulle
astronavi di Tespi (teatri itineranti per la galassia).
Mi è venuta una curiosità: come possono essere i sistemi planetari di stelle
doppie?
Riesco a immaginare tre possibilità:
- ognuna delle sue stelle ha il proprio sistema planetario. L'alternanza
giorno/notte su questi pianeti (supposti dotati di rotazione) dovrebbe
variare da niente notte (quando i due soli sono in opposizione), a giorno e
notte come sulla Terra quando i due soli sono in congiunzione, passando
ovviamente per tutti gli stati intermedi. Le orbite planetarie dovrebbero
essere parecchio disturbate, soprattutto quelle dei pianeti esterni.
- esiste un sistema planetario unico attorno al centro di massa del sistema
delle due stelle, che immagino debbano essere abbastanza ravvicinate in
questo caso. Quì l'alternanza giorno/notte dovrebbe essere più regolare,
anche se con prevalenza della durata del giorno rispetto alla notte. Tutto
dipende dall'angolo formato dal pianeta e dalle due stelle, oltre che dalla
rotazione del piantea
- il secondo sole fa parte del sistema planetario (come se fosse Giove nel
nostro). Anche in questo caso giorno e notte sarebbero irregolarissimi,
dipendendo dalla opposizione/congiunzione dei due astri.
C'è qualcuno che ha tempo e voglia di approfondire questo argomento? Gliene
sarei immensamente grato.
Per uscire da astrattezza, il romanzo che sto scrivendo è ambientato su un
pianeta della stella doppia Prima Gaedi (alfa prima-capricorno), distante
1800 anni luce dalla terra, costituito da due stelle, la maggiore di classe
spettrale G3 e magnitudo apparente 4,2 con una compagna di magnitudine
apparente 9. Sono note le masse delle due stelle? E' conosciuta la loro
distanza? E di quale tipo potrebbe essere il suo sistema planetario?
Ringrazio anticipatamente.
Colgo l'occasione per porgere a tutti i miei più sentiti e cordiali AUGURI
DI BUONE FESTE.
G. De M.

 distanza? E di quale tipo potrebbe essere il suo sistema planetario?
Un po' alla volta ... :-)
Dal piů recente catalogo di doppie che trovo sul database del CDS di
Strasburgo:
http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR?-meta.foot&-source=I/274
risulta una separazione angolare di 0.7" fra le due componenti.
Immaginando che ci sia anche una separazione radiale, facciamo in tutto, a
buon peso, una separazione di 1 secondo d'arco, che, alla distanza di 1800
anni-luce, corrispende ad una distanza fra le stelle di circa 500 U.A.
Se il dato sulla distanza non č grossolanamente errato, ciň impone un
sistema planetario confinato attorno alla primaria piů brillante, con la
secondaria molto debole e lontana ...
Per le masse, devo ponzarci un po' ...
Saluti
Aldo Vitagliano
-- 
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Dopo un po' di riflessione, direi che entrambe le stelle siano ben fuori
dalla sequenza principale, la primaria una "gigante gialla brillante" e la
secondaria anche lei "quasi gigante". La prima un paio di migliaia di
volte più brillante del Sole, la seconda una ventina di volte più
brillante del Sole.
La massa della primaria dovrebbe essere qualcosa fra le 10 e le 20 masse
solari, e quella della secondaria fra le 2 e le 4 masse solari. "Con
juicio", si intende, si tratta di valutazioni fatte "a spanne" ...
A questo punto, contrariamente a quanto ho scritto precedentemente, il
sistema planetario lo collocherei attorno alla secondaria, con il pianeta
"abitabile" a 3-4 U.A. dalla stella ...
Saluti


Mezzomatto ha scritto:
 > Mi è venuta una curiosità: come possono essere i sistemi planetari di
 > stelle doppie?
 > Riesco a immaginare tre possibilità:
 > - ognuna delle sue stelle ha il proprio sistema planetario.
 > L'alternanza giorno/notte su questi pianeti (supposti dotati di
 > rotazione) dovrebbe variare da niente notte (quando i due soli sono in
 > opposizione), a giorno e notte come sulla Terra quando i due soli sono
 > in congiunzione, passando ovviamente per tutti gli stati intermedi. Le
 > orbite planetarie dovrebbero essere parecchio disturbate, soprattutto
 > quelle dei pianeti esterni.
 > - esiste un sistema planetario unico attorno al centro di massa del
 > sistema delle due stelle, che immagino debbano essere abbastanza
 > ravvicinate in questo caso. Quì l'alternanza giorno/notte dovrebbe
 > essere più regolare, anche se con prevalenza della durata del giorno
 > rispetto alla notte. Tutto dipende dall'angolo formato dal pianeta e
 > dalle due stelle, oltre che dalla rotazione del piantea
 > - il secondo sole fa parte del sistema planetario (come se fosse Giove
 > nel nostro). Anche in questo caso giorno e notte sarebbero
 > irregolarissimi, dipendendo dalla opposizione/congiunzione dei due
 > astri.
 > Per uscire da astrattezza, il romanzo che sto scrivendo è ambientato
 > su un pianeta della stella doppia Prima Gaedi (alfa prima-capricorno),
 > distante 1800 anni luce dalla terra, costituito da due stelle, la
 > maggiore di classe spettrale G3 e magnitudo apparente 4,2 con una
 > compagna di magnitudine apparente 9. Sono note le masse delle due
 > stelle? E' conosciuta la loro distanza? E di quale tipo potrebbe
 > essere il suo sistema planetario?
Il problema che poni e' il classico "problema dei tre corpi", ben noto
alla meccanica celeste.
E debbo dire che hai esattamente individuato le possibilita'
"stabili" (con un'aggiunta che dico dopo).
Puoi avere, come hai scritto:
a) orbite stabili intorno alla componente A, perturbate dalla presenza
di B
b) orbite stabili intorno alla componente B, perturbate dalla presenza
di A
c) orbite stabili molto lontane da entrambe, appross. attorno al
centro di massa A+B.
Con grossolana approssimazione, gia' il nostro sistema solare offre
esempi dei tre casi, se consideri Sole e Giove come i corpi primari.
Infatti i pianeti interni girano intorno al Sole, leggermente
perturbati da Giove.
I satelliti di Giove girano intorno a Giove, leggermente perturbati
dal Sole.
I pianeti piu' lontani (es. Nettuno) puoi vederli in orbita attorno
al centro di massa Sole+Giove, con qualche perturbazione.
Poi ci sono altri oggetti che non rientrano in nessuno dei tre casi:
- Saturno, che e' fortemente perturbato da Giove
- gli asteroidi, che in molti casi hanno anche'essi moti complicati a
causa della presenza di Giove.
Naturalmente il discorso e' grossolano, perche' per es. la massa di
Saturno non e' tanto piu' piccola di quella di Giove, e non sarebbe
corretto trascurarla.
Inoltre la massa di Giove e' solo 1/1000 di quella del Sole, e quindi
vederlo come un sistema binario e' un po' una forzatura.
C'e' pero' un caso interessante di altre orbite stabili, nel sistema
Sole-Giove: sono i cosiddetti "punti di Lagrange" L4 e L5, che si
trovano ai vertici di due triangoli equilateri aventi per base il
segmento Sole-Giove.
Un corpo che si trovi in L4 o L5 rimane li', e quindi gira attorno al
Sole con lo stesso periodo di Giove.
Anche se non si trova in quella posizione esatta, ci resta intorno,
oscillando.
Esistono asteriodi che fanno proprio questo: sono i cosiddetti
"Troiani".
Aldo Vitagliano ha scritto:
 > Dal più recente catalogo di doppie che trovo sul database del CDS di
 > Strasburgo:
 > 
http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/VizieR?-meta.foot&-source=I/274
 > risulta una separazione angolare di 0.7" fra le due componenti.
 > Immaginando che ci sia anche una separazione radiale, facciamo in
 > tutto, a buon peso, una separazione di 1 secondo d'arco, che, alla
 > distanza di 1800 anni-luce, corrispende ad una distanza fra le stelle
 > di circa 500 U.A.
 > Se il dato sulla distanza non è grossolanamente errato, ciò impone un
 > sistema planetario confinato attorno alla primaria più brillante, con
 > la secondaria molto debole e lontana ... Per le masse, devo ponzarci
 > un po' ...
 > La massa della primaria dovrebbe essere qualcosa fra le 10 e le 20
 > masse solari, e quella della secondaria fra le 2 e le 4 masse solari.
 > "Con juicio", si intende, si tratta di valutazioni fatte "a spanne"
 > ...
 >
 > A questo punto, contrariamente a quanto ho scritto precedentemente, il
 > sistema planetario lo collocherei attorno alla secondaria, con il
 > pianeta "abitabile" a 3-4 U.A. dalla stella ...
Non ho controllato i dati, ma mi sembrano attendibili. Percio' li
prendo come base per quache altra piccola considerazione.
Primo: con quella distanza e quelle masse, il sistema binario avra' un
periodo di circa 2500 anni (all'ingrosso).
Vedrei quindi la possibilita' di sistemi planetari solo attorno ad A o
a B: non capisco perche' escludere A.
A titolo di curiosita': ho parlato sopra di punti di Lagrange stabili,
ma se ricordo bene la stabilita' sussiste solo se le due masse sono
abbastanza diverse, mi pare con rapporto < 1/25.
Quindi il sistema Sole-Giove va bene, ma il sistema alfa Cap no.
-- 
Elio Fabri

 a B: non capisco perche' escludere A.
In parte perché A emette troppa energia e il pianeta abitabile andrebbe
piazzato a 50 U.A. di distanza, e in parte perché B, visto dalpianeta,
sarebbe troppo poco luminoso e non ci sarebbe gusto ... :-)


 > risulta una separazione angolare di 0.7" fra le due componenti.
Spero che questo dato si riferisca al sistema 'fisico' Prima Gaedi e al suo 
compagno, e non alla doppia ottica Prima Gaedi (a 1800 anni luce)/Secunda 
Gaedi (a 147 anni luce).
A questo punto la massa relativa delle due stelle del sistema prima gaedi 
diventa importante per verificare la possibilità di punti di lagrange.
Intanto tengo in esercizio i neuroni documentandomi ulteriormente.
Grazie ancora per l'attenzione.
G. De M.

 diventa importante per verificare la possibilità di punti di lagrange.
Meglio lasciar perdere i punti di Lagrange. 
Questi si troverebbero equidistanti sia da A che da B, e quindi intorno
alle 500 U.A. da entrambe le stelle ... troppo lontani e troppo freddi.
Quanto alla possibile confusione della "doppia fisica" con il sistema
Prima-Secunda ... beh ... non sarò un grande astronomo, ma un po' di
trigonometria la conosco ... ;-)
In effetti ho costruito un sistema planetario "virtuale" simile al nostro
e orbitante attorno a B. Funziona bene ed è stabile. C'è perfino la Luna,
che però, data la maggiore gravità di B rispetto al Sole, a parità di
massa della pseudo-Terra, deve essere molto più vicina al pianeta per
mantenersi stabile.
Saluti 
Aldo Vitagliano


 troppo freddi.
D'accordo. Ma visto che si tratta di un racconto di fantascienza, il
nostro amico potrebbe scegliere un altro sistema binario, piu'
favorevole: un po' piu' stretto, con periodo attorno all'anno.
 
-- 
Elio Fabri