De baan van Tatooine’s tweelingzonnen: Plausibility Of Binary Star Systems

Als liefhebber van ruimteonderzoek ben ik al zolang ik me kan herinneren geobsedeerd door hightech sci-fi series, zoals Star Wars en Star Trek. De laatste tijd probeer ik mijn kennis van de werking van het heelal toe te passen op deze fictieve shows… wat niet altijd perfect lukt, maar wel relatief interessant is.

Een paar dagen geleden ging ik zitten en moest ik mezelf (heel serieus) een van de belangrijkste vragen stellen die de mensheid kent: kan Tatooine twee zonnen hebben?

Op het eerste gezicht lijkt dit vrij eenvoudig: Tatooine zou gemakkelijk deel kunnen uitmaken van een binair systeem, met twee afzonderlijke zonnen die zich in het centrum van hetzelfde zonnestelsel bevinden. Dit is natuurlijk logisch: wetenschappers hebben recentelijk een echte, Aarde-achtige planeet ontdekt in een binair systeem.

Het uiterlijk van de zonnen is echter anders op Tatooine: ze hebben altijd een consistente zichtbare afstand in elke genomen foto – ongeveer een 15° verschil in de hoek van de eerste zon ten opzichte van Tatooine en de hoek van de tweede zon ten opzichte van Tatooine. Ervan uitgaande dat Tatooine even groot is als de Aarde, en de grootte van de plaats waar Luke Skywalker rondreist gelijk is aan New York, zou hij niet al te veel drastische verschillen in zonnehoek van plaats tot plaats moeten ervaren.

Dus tot nu toe is het hebben van twee zonnen logisch… soort van. Er zijn echter verschillende factoren die we nog niet in het spel hebben gebracht, waaronder het type ster. In de hemel van Tatooine (die vrij veel lijkt op die van de Aarde), zijn de zonnen twee verschillende kleuren: rood en wit. Beide zonnen lijken ongeveer even groot te zijn als onze zon. Aangezien Tatooine een vergelijkbare temperatuur en wereldomstandigheden (d.w.z. ozon, atmosferische concentratie, enz.) heeft als de aarde, kunnen we aannemen dat het ofwel op dezelfde afstand van de zonnen staat als de aarde, ofwel dat de zonnen groter en verder weg zijn.

Dus in dit stadium hebben we vastgesteld dat Tatooine twee zonnen heeft – maar om te begrijpen hoe de baan van Tatooine werkt, moeten we weten welk type zonnen het heeft. Er zijn een paar kandidaten voor elke zon.

Voor de grote, helderste ster:

• Gele dwerg, dezelfde als de aarde. De aarde draait om een gele dwergster. Zeggen dat Tatooine ook om een gele dwergster draait is niet onmogelijk, vooral omdat de grootte en temperatuur zijn wat ze zouden moeten zijn. Tatooine is iets warmer dan de Aarde, maar we weten eigenlijk niet op welk deel van Tatooine Luke woont, dus het is hier een beetje moeilijk te zeggen.

• Aan de andere kant zou het ook een gele superreus kunnen zijn. Deze komen veel minder vaak voor, en de kans is groot dat Tatooine er te ver vandaan ligt om te worden beïnvloed op de manier waarop het zou moeten zijn om de constante temperatuur te behouden. Als het te dicht bij de zon zou komen, zou de planeet volledig worden gebakken, en als het te ver was, zou er niet voldoende warmte zijn.

Voor de (ook grote), roodachtige ster:

• Een rode dwerg (kleiner dan onze zon). De rode dwerg is veel zwakker, en dus als het de zon van Tatooine was, zou hij dichter bij de planeet moeten staan. Hij zou nog steeds in staat zijn zich aan de andere zon aan te passen om de constante hoek van 15° tussen de twee zonnen te behouden. Hoewel het moeilijker zou zijn, is de rode dwerg nog steeds een kanshebber.
• Een rode reus, een grotere, donkerdere en koelere versie van onze zon. Ja, op een dag zal onze zon een rode reus worden, maar nu is ze dat nog niet. Maar de tweede zon van Tatooine zou dat wel kunnen worden. In dat geval zou de rode reus verder van Tatooine moeten staan, hoewel hij niet noodzakelijkerwijs dezelfde gevolgen voor de planeet zou hebben als een hetere zon.

We kunnen om het even welke twee zonnen koppelen, en nog steeds een argument hebben dat logisch is op dit moment. Ervan uitgaande dat onze grootste prioriteit op dit moment niet ligt in het berekenen van de temperatuur op Tatooine op een bepaald moment, kunnen we uitzoeken hoe de baan van Tatooine zou moeten worden gevormd.

Het uitzoeken van de baan van Tatooine heeft twee grote problemen:

1. Er zijn geen twee zonnen die precies even groot zijn. Aanvankelijk lijkt dit geen probleem – tot je je realiseert dat, omdat de ene zon een grotere massa zal hebben dan de andere, dit uiteindelijk zal resulteren in coalitie en verlies van de tweede zon. Nadat de ene zon de andere heeft opgeslokt, zal Tatooine slechts één mega zon hebben – dat wil zeggen, ervan uitgaande dat deze niet volledig is vernietigd door de botsing. We zullen dus een baan moeten hebben waarbij niet alleen Tatooine om de zonnen draait, maar de zonnen om elkaar.
2. De zonnen hebben in alle gevallen een zeer consistente afstand van elkaar. In elk beeld van Tatooine staan de tweelingzonnen altijd op de vooraf besproken afstand van 15° van elkaar. Deze afstand verandert wel; als we kijken naar beelden van de prequels, hebben de zonnen een kleinere afstand van 14-13°, maar het is duidelijk dat dit niet in een dag verandert. Na jaren is de zonnehoek nog steeds relatief hetzelfde, wat betekent dat waar Tatooine zich ook bevindt, een waarnemer overdag nog steeds dezelfde zonnehoek zou moeten kunnen ervaren.

Om het uit te splitsen: Tatooine heeft één grote ster, één kleinere ster, en moet een constante afstand en hoek houden tussen deze twee sterren.

Maar hoe draaien de zonnen om elkaar heen? Kan Tatooine dat ook?

Dus we hebben de twee belangrijkste criteria waaraan de zonnen van Tatooine moeten voldoen vastgesteld: er moeten twee sterren van verschillende grootte zijn en ze moeten een constante hoek met elkaar maken. Er zijn echter een heleboel “neveneffecten” van een dubbelstersysteem, vooral een met twee zonnen van verschillende grootte.

Op Tatooine is er niets dat beide zonnen zichtbaar blokkeert, wat betekent dat er waarschijnlijk geen accretieschijf rond de kleinere ster is. In plaats daarvan is er waarschijnlijk aantrekkingskracht van de grotere, koudere ster.

In de bovenstaande figuur zou Tatooine geen ononderbroken baan rond een van beide sterren kunnen hebben. Dit komt door het tweede criterium: de zonnen moeten een hoek van 15° hebben (ten opzichte van de horizon), iets waaraan niet kan worden voldaan, ongeacht waar Tatooine wordt geplaatst.

Als het in een baan om specifiek de blauwe bol wordt gebracht, zal er geen nacht zijn omdat het licht van de andere zon op de andere kant van de planeet zou worden geworpen, wat betekent dat er nooit nacht zou zijn. We weten echter dat Tatooine zowel een dubbele zonsondergang als nacht ervaart, dus kan het niet in een baan om de blauwe bol draaien.

Hoewel, als we Tatooine in een baan om de rode bol zetten, zouden er inderdaad tijden zijn waarin Tatooine de juiste hoek tussen de twee zonnen ervaart. Helaas zou dit betrekkelijk zelden gebeuren, en Tatooiniers zouden het waarschijnlijk net zo ervaren als wij een zonsverduistering.

Er is een derde optie op dit model van waar Tatooine mogelijk zou kunnen passen, en dat is als hij een elliptische baan zou hebben. Deze baan zou niet consistent zijn in de snelheid waarmee Tatooine zou reizen; hoewel wij hier op aarde in staat zijn om een consistente snelheid door de ruimte te hebben, zou de snelheid van Tatooine toenemen en afnemen op basis van hoe ver het van de zonnen was. In deze derde optie zou Tatooine rond de omtrek van de twee sterren bewegen totdat de rode bol zich op zijn verste punt aan de linkerkant (van het diagram) bevindt, op welk punt Tatooine zou versnellen en een lus terug zou maken in de andere richting.

Dus uiteindelijk is dit specifieke scenario niet onmogelijk: Tatooine kan deze zonnehoek en twee zonnen opbrengen, zij het met veel moeite. Dat betekent dat het aannemelijk is… maar marginaal.

Dus is er een gemakkelijkere manier om Tatooine in te passen?

Hoewel, hoewel dit aannemelijk is, is er een andere manier waarop Tatooine deze zonnehoek (gemakkelijker) zou kunnen ervaren met twee zonnen die niet van dezelfde grootte zijn?

Nu weten we dat Tatooine om een primaire zon draaien niet de juiste manier is… tenzij Tatooine en de tweede zon samen om de eerste ster zouden kunnen draaien. Helaas is er een probleem met dit idyllische scenario, en dat zijn de temperaturen. Tatooine is behoorlijk groot, toch? Wel, het is zeker niet zo groot als de zon waar het omheen zou draaien of de andere zon waarmee het de baan zou delen.

Bovendien zouden de zonnen niet voldoende zwaartekracht hebben om te voorkomen dat ze op elkaar zouden botsen en één mega-zon zouden maken. De enige situatie waarin dit zou werken is als Tatooine veel groter zou zijn dan het (waarschijnlijk) is en als de tweede zon ongelooflijk dicht bij Tatooine zou staan – waarschijnlijk zou het oppervlak bakken en zou voorkomen dat het bewoonbaar is.

In dit geval, als er een scenario is dat de gemakkelijkste baan voor Tatooine biedt, dan is het logischerwijs een T-type zonnestelsel of een elliptische baan die een consistente zonnehoek voor Tatooine oplevert.

Dus is de baan van Tatooine aannemelijk?

Zoiets. Na het bekijken van de criteria voor het zijn van Tatooine en het in stand houden van leven – en het begrijpen van de mogelijkheden van soorten sterren en sterrelaties, zijn er twee belangrijke opties die Tatooine potentieel zou kunnen hebben als zijn baan:

1. Een elliptische baan, die Tatooine een inconsistente lus laat maken rond twee sterren die in een baan om elkaar draaien. De grootste fout van dit systeem is de inconsistentie waarmee Tatooine door de ruimte zou bewegen. Op aarde bewegen we gestaag en houden een constante snelheid aan als we in een baan om de aarde draaien. Tatooine zou sprinten voor een deel van zijn baan en daarna vertragen tot een jog of wandeltempo. Maar met een elliptische baan zou Tatooine in staat zijn om consistent te blijven met de positie van zijn twee zonnen en een behoorlijke temperatuur te behouden. Toegegeven, er is veel dat we niet weten over de atmosfeer van Tatooine, dus het heeft capaciteit om veel meer beschermend te zijn tegen schadelijke stralen.
2. Een T-Type baan, die de kleinere ster toestaat om de grotere te draaien, en Tatooine om de baan van de kleinere ster te delen. In dit geval, om de zonnehoek te handhaven die in Star Wars wordt aangehouden, zouden Tatooine en de kleinere zon zeer dicht bij elkaar moeten zijn, waardoor het voor Tatooine moeilijk zou zijn zich tegen de kosmische straling te beschermen. Nogmaals, we weten niet genoeg over de atmosfeer van Tatooine om met recht te kunnen zeggen of die zoveel hitte aankan of niet.

In conclusie, Tatooine is aannemelijk, maar niet erg waarschijnlijk (voor zover we nu weten). Gelukkig is het fictief, dus het bestaat wel degelijk… in onze verbeelding. Wetenschap is echter een fascinerend instrument, vooral om ons universum te ontdekken en om dieper in te gaan op hoe we het kunnen toepassen op de fantasiewereld. Maar voor nu, moge de kracht met u zijn.

Dank u voor het lezen van dit artikel! Ik hoop dat het op zijn minst een beetje leuk (en/of leerzaam) was, en niet helemaal saai! Voel je vrij om dit Medium account te volgen, email me op [email protected], of vind me op LinkedIn onder Amelia Settembre!