Jüpiter bir yıldıza dönüşürse Dünya üzerindeki etkiler ne olurdu?

Clarke'ın 2010 kitabında, yekpare ve kardeşleri Jüpiter'i lakaplı küçük yıldıza dönüştürdüler Lucifer. Geleceğimizde hiçbir sihirli monolit görünmeyeceğimiz gerçeğini göz ardı edersek, Jüpiter bir yıldıza dönüşürse Dünya üzerindeki etkileri ne olurdu?

En yakın ve en uzakta:

Dünyanın "arka tarafı" Lucifer'in ışığıyla ne kadar parlak olurdu?

Küçük yıldız yeryüzünde ne kadar ısı üretirdi?

Güneşin arkasına kaçtığımızda aslında kaç gün veya ay geçirdik?

Lucifer ve güneş her ikisi de gezegenin aynı tarafında parladığında, dünyanın güneş tarafı ne kadar parlak olurdu?

Başlamadan önce, soruyu olasılıksızlığına göre eleştirdiğimi itiraf edeceğim; ancak ben başka türlü ikna oldum. Ben kullandığımdan tamamen farklı formüllere dayalı hesaplamalar yapmaya çalışacağım; Umarım çalıştığımda benimle kalırsın.

Lucifer'in ana dizi yıldızı haline geldiğini hayal edelim - aslında, ona düşük kütleli kırmızı cüce diyelim. Ana dizi yıldızları kütle-parlaklık ilişkisini takip eder:

$$\frac{L}{L_\odot} = \left(\frac{M}{M_\odot}\right)^a$$

Burada ve yıldızın parlaklık ve kütlesi, ve ve Güneş'in parlaklık ve kütlesi. Yıldızların için , 2.3 değerini alır. Şimdi Jüpiter'in kütlesini ( kg) ve Güneş'in kütlesini ( kg) ve parlaklığı ( watt) ve alırızM L ⊙ M ⊙ M < 0.43 M ⊙ bir 1,8986 x 10 27 1,98855 x 10 30 3.846 x 10 $L$$M$$L_\odot$$M_\odot$$M < 0.43M_\odot$$a$$1.8986 \times 10 ^{27}$$1.98855 \times 10 ^ {30}$$3.846 \times 10 ^ {26}$

$$\frac{L}{3.846 \times 10 ^ {26}} = \left(\frac{1.8986 \times 10 ^ {27}}{1.98855 \times 10 ^ {30}}\right)^{2.3}$$

Bu

$$L = \left(\frac{1.8986 \times 10 ^ {27}}{1.98855 \times 10 ^ {30}}\right)^{2.3} \times 3.846 \times 10 ^ {26}$$

sonra olur

$$L = 4.35 \times 10 ^ {19}$$ watt.

Şimdi Lucifer'in Dünya'dan görüldüğü gibi görünen parlaklığını çözebiliriz. Bunun için formüle ihtiyacımız var

$$m = m_\odot - 2.5 \log \left(\frac {L}{L_\odot}\left(\frac {d_\odot}{d}\right) ^ 2\right)$$

nerede$m$$m_\odot$$d_\odot$$d$$m = -26.73$$d(s)$$d$ değişir. Jüpiter, Güneş'ten yaklaşık 5,2 AU'dur, bu yüzden Dünya'ya en yakın mesafede, ~ 4,2 AU uzakta olacaktır. Bu sayıları formüle ekliyoruz ve

$$m = -6.25$$

Güneş'ten çok daha az parlaktır. Şimdi, Jüpiter Güneş'ten en uzak olduğunda, ~ 6.2 AU uzaklıktadır. Biz fiş o formülü içine, ve bulma

$$m = -5.40$$

hala sönük - tabii ki, Jüpiter güneş tarafından tamamen engellenirdi. Yine de, Jüpiter'in görünen büyüklüğünü Dünya'dan belirli bir mesafede bulmak için, yukarıdaki formülü şu şekilde değiştirebiliriz:

$$m = -26.73 - 2.5 \log \left(\frac {4.35 \times 10 ^ {19}}{3.846 \times 10 6 {26}}\left(\frac {1}{d}\right) ^ 2\right)$$

Karşılaştırma yapmak gerekirse, Ay, dolunayda ortalama -12,74 büyüklüğüne sahip olabilir - Lucifer'den çok daha parlaktır. Her iki cismin görünen büyüklüğü elbette değişebilir - örneğin, Jüpiter'i ayının geçişleri ile - ancak bunlar en uygun değerlerdir.

Yukarıdaki hesaplamalar sorunuzun çoğu bölümüne gerçekten cevap vermese de, umarım biraz yardımcı olur. Ve lütfen, bir yerde hata yaparsam beni düzeltin. LaTeX hiçbir şekilde benim ana dilim değildir ve yanlış bir şey alabilirdim.

Umarım bu yardımcı olur.

Düzenle

Lucifer ve Güneş'in birleşik parlaklığı, Güneş ışınlarının ve Lucifer ışınlarının açısına bağlı olacaktır. Dünya ekseninin eğimi nedeniyle nasıl farklı mevsimlerimiz olduğunu hatırlıyor musunuz? Eklenen ısı, Dünya ve Lucifer eksenlerinin birbirine göre eğilmesiyle ilgili olurdu. Sana sayısal bir sonuç veremem, ama şunu ekleyebilirim ki, umarım şimdi yazdığımdan çok daha sıcak olmaz, bunu yazarken!

İkinci Düzenleme

Bu sayfanın bir yerinde bir yorumda söylediğim gibi, kütle-parlaklık ilişkisi gerçekten sadece ana dizi yıldızları için çalışıyor. Lucifer ana sırada değilse. . . O zaman, hiçbir hesaplamam doğru olmaz.

Bence bu imkansızsa eğlenceli bir soru. Jüpiter'i uzaktan pratik bile olan bir yıldıza dönüştürmenin tek yolu, kitlesine eklemektir. Enerji çıkışında çok sınırlı olan kahverengi cüceleri göz ardı ederek, kırmızı bir cücenin devam edebilmesi için en az 75-80 kadar Jüpiter kütlesi eklemeniz gerekir. (24.000'den fazla dünya kütlesi). Adil bir hidrojen yüzdesi eklemek istersiniz, ancak bazı kayalık kalıntılar karışıma zarar vermez.

Her neyse, imkansızın yapıldığını varsayarsak, dikkate alınması gereken birkaç şey var. Daha büyük yerçekimi (75-80 kez) tüm gezegenlerin yörüngelerini önemli ölçüde değiştirirdi. Tam olarak nasıl zor olduğunu tahmin etmek, ancak çok daha fazla kütle ve gezegenlerin yörüngeleri, kesinlikle tüm iç olanlar, çok daha fazla yalpalar ve bazıları tamamen yörüngesinden çekilebilir, muhtemelen güneş sisteminden atılabilir.

Jüpiter'e yakın olan gezegenlerin en çok etkileneceklerini düşünebilirsiniz, ancak gelgit senkronizasyonu ile her şeyden daha çok ilgisi var. 4 iç gezegenden herhangi biri yeni bir yörüngeye çekilebilir. Muhtemelen dünyanın yörüngesinin Jüpiter ile rezonansta uzadığını belki de buz çağı / buz erime döngüsünü arttırdığını göreceksiniz. Kesin cevaplar zordur ve bunların hiçbiri 1 yörüngede gerçekleşmez, ancak zamanla, kesinlikle. Jüpiter kırmızı bir cüce olursa, tüm iç gezegenlerde ve belki de Satürn'de yörünge değişiklikleri kaçınılmaz olacaktır. Satürn'ün dünyaya yaklaştığını, Mars ve Jüpiter arasındaki bir yörüngeye çekildiğini veya Merkür'ün dünyayı geçmişte çekildiğini düşünün. Oranlar bize vurmazdı, ama göz kulak olmak isteyebiliriz.

http://en.wikipedia.org/wiki/Stability_of_the_Solar_System#Mercury.E2.80.93Jupiter_1:1_resonance

Dikkate alınması gereken ikinci şey manyetizma ve güneş patlamalarıdır. Genç yıldızlar, yıldızlar oluştuğunda açısal momentumun korunmasından dolayı çok hızlı dönme eğilimindedir ve bu, güneşten aldığımızdan çok daha büyük muazzam manyetik alanlar ve büyük güneş patlamaları oluşturur. Küçük bir kırmızı cücenin güneşten 4 kat daha fazla olduğunu ve güneşin endişelenmesi için güneş patlamaları yaratacağını düşünmek garip ama mümkün. Bunun gerçekleşmesi için yüksek açısal momentum gerekip gerekmediğine emin değilim, ama yıldız Jüpiter'den güneşten daha büyük güneş patlamaları görebiliyorduk.

http://en.wikipedia.org/wiki/Flare_star

Parlaklık, ısı ve görünürlük yukarıda ele alındı, ancak buna değineceğim. -6.25'in parlaklığı Venüs'ten 5-6 kat daha parlak olurdu ve geceleri görüyorsunuz, Venüs en yoğun karanlıkta görünmüyor, bu yüzden gökyüzündeki diğer yıldızlardan / gezegenlerden önemli ölçüde daha parlak olacaktı, ancak önemli ölçüde daha az aydan daha parlak, sadece o yıldızın ışığıyla, ay ışığında etrafınızdaki şeyleri görebileceğiniz şekilde yapamadınız. Ama sayıları çalıştırdığımda, bundan biraz daha parlak olacağını düşünüyorum.

Parlaklıktan Kütle 3.5'in gücüdür - hızlı tahmin, bu yüzden kırmızı cücenin 80 Jüpiter'in kütlesine sahip olduğunu varsayalım. Bu 0.076 Güneş. 0.076 ^ 3.5 = yaklaşık 1 / 8.000, yani en yakın noktadan 4.2 kat (bunun karesi), 1 / 8000. kadar parlak, güneşten aldığımız ışığın 1 / 140.000 katına bakıyoruz - çok değil ve erken aşamalarındakinden daha az ve daha küçük yıldızlar düşme eğilimi gösterdiğinden, bir basketbol sahası tahmini olarak güneşin görünen parlaklığını 1 / 200.000 - 1 / 300.000 olarak tahmin edelim. Dünyayı hiç ısıtmak için yeterli değil, ama yine de güneşin parlaklığı yaklaşık 1 / 400.000 olan dolunaydan (biraz) daha parlak. yolunuzu görmek için yeterli ışık olurdu, ama okumayı denemek istemezdim. Aynı zamanda belirgin bir şekilde kırmızımsı ışık olurdu.

Sonunda boyut - 80 Jüpiter kütlesinin kırmızı cüce bir yıldızı, yerçekimi nedeniyle Jüpiter'den biraz daha küçük olurdu, bu yüzden bir gezegen gibi görünecekti - gökyüzünde bir nokta değil, neredeyse bir nokta, ama biraz daha parlak dolunay ve kırmızı. Bu muhtemelen gün boyunca görebilecek kadar parlak. Gözlerine bakmanın ya da incinmenin zor olacağını düşünmüyorum, ama uzaktan küçük parlak kırmızı bir el feneri gibi parlayacaktı.

http://www.space.com/21420-smallest-star-size-red-dwarf.html

Yıldız Jüpiter'i sevdiğimi sanmıyorum. Bunu yapmayı planlamayalım. :-)

Jüpiter'in güneşe çıkmasının imkansızlığını görmezden gelmek:

Jüpiter'in enerji çıkışı açısından Güneş'in kopyasına dönüştüğünü varsayın. Dünyaya iletilen enerji, ters kare yasasını izler. Jüpiter Dünya'dan Güneş'ten en az 4 kat daha uzak olduğu için, Jüpiter Dünya'ya Güneş'in sağladığı enerjiyi en fazla 1/16 oranında, çoğu.

Karşılaştırıldığında, aphelion ve perihelion arasında, Sun-Earth mesafesi yaklaşık 147 milyon kilometreden 152 milyon kilometreye çıkar. Bu, her yıl şimdi deneyimlediğimiz yaklaşık% 7'lik bir mevsimsel enerji girişi değişikliği anlamına geliyor ...

Gerçekte, Jüpiter'in yıldız ateşlemesini başlatmak veya bir şekilde devam ettirebilirsek onu sürdürmek için yeterli kütleye sahip değildir.

En küçük yıldız bile, Jüpiter'in kütlesinin sadece kırmızı bir ışıltı yayması için 80 ila 90 kat daha fazla olmasını gerektirecekti.

Kahverengi bir cüce proto yıldızı olmak için bile, Jüpiter en az 10 kat kadar bir kütle artışı gerektirecekti.

Lucifer, Jüpiter yıldıza gitmesi gereken ekstra kütleyi sağlamak için bir şeyle çarpışmadığı sürece mümkün değildir ve o zaman bile, karanlıkta parlayan kırmızı-sıcak bir çivi gibi en iyi ve oldukça zayıf bir cüce olurdu.

Ama biri hayal edebilir.

:)

1. Sun-Earth mesafesi: 1AU
2. Dünya-Jüpiter mesafesi (kavşakta): 4AU

Bu yüzden Lucifer, Güneş'e daha yakın olduğunda (en uzaktaki altı kez) Güneş'ten dört kat daha uzak olacak ve aynı zamanda bin kat daha küçük olacak . Bu, gökyüzünde küçük bir noktada yoğunlaşan dolunaydan yaklaşık 40 kat daha fazla ışıktır.