Những ảnh hưởng trên Trái đất sẽ ra sao nếu Sao Mộc bị biến thành một ngôi sao?

Trong cuốn sách của Clarke 2010, tảng đá nguyên khối và anh em của nó đã biến Sao Mộc thành ngôi sao nhỏ có biệt danh Lucifer. Bỏ qua thực tế rằng chúng ta sẽ không có bất kỳ khối đá nguyên khối nào xuất hiện trong tương lai của chúng ta, những ảnh hưởng sẽ xảy ra trên Trái đất nếu sao Mộc bị biến thành một ngôi sao?

Gần nhất và xa nhất:

"Mặt sau" của trái đất sẽ sáng như thế nào với ánh sáng từ Lucifer?

Ngôi sao nhỏ sẽ tạo ra bao nhiêu nhiệt trên trái đất?

Bao nhiêu ngày hoặc vài tháng chúng ta sẽ thực sự có đêm khi chúng ta đi vòng quanh đằng sau mặt trời?

Mặt trời của trái đất sẽ sáng hơn bao nhiêu khi cả Lucifer và mặt trời cùng tỏa sáng ở cùng một phía của hành tinh?

Trước khi bắt đầu, tôi sẽ thừa nhận rằng tôi đã chỉ trích câu hỏi dựa trên tính không khả thi của nó; tuy nhiên, tôi đã bị thuyết phục theo cách khác. Tôi sẽ cố gắng thực hiện các phép tính dựa trên các công thức hoàn toàn khác với những gì tôi nghĩ đã được sử dụng; Tôi hy vọng bạn sẽ ở lại với tôi khi tôi làm việc đó.

Chúng ta hãy tưởng tượng rằng Lucifer trở thành một ngôi sao theo trình tự chính - thực tế, hãy gọi nó là một sao lùn đỏ có khối lượng thấp. Các ngôi sao theo trình tự chính tuân theo mối quan hệ độ sáng khối lượng:

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

Trong đó và là độ sáng và khối lượng của ngôi sao, và và và độ sáng và khối lượng của Mặt trời. Đối với các sao có , lấy giá trị là 2,3. Bây giờ chúng ta có thể cắm khối lượng của Sao Mộc ( kg) vào công thức, cũng như khối lượng của Mặt trời ( kg) và độ sáng ( watts), và chúng tôi nhận đượcM L ⊙ M ⊙ M < 0,43 M $L$$M$$L_\odot$$M_\odot$$M < 0.43M_\odot$1,8986 × 10 27 1.98855 × 10 30 3.846 × 10 $a$$1.8986 \times 10 ^{27}$$1.98855 \times 10 ^ {30}$$3.846 \times 10 ^ {26}$

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

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

mà sau đó trở thành

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

Bây giờ chúng ta có thể tìm ra độ sáng rõ ràng của Lucifer, khi nhìn từ Trái đất. Đối với điều đó, chúng ta cần công thức

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

$m$$m_\odot$$d_\odot$$d$$m = -26.73$$d(s)$$d$

$$m = -6.25$$

đó là sáng hơn rất nhiều so với Mặt trời. Bây giờ, khi Sao Mộc ở xa Mặt trời nhất, nó cách ~ 6.2 AU. Chúng tôi cắm nó vào công thức, và tìm

$$m = -5.40$$

vẫn mờ hơn - mặc dù, tất nhiên, Sao Mộc sẽ bị Mặt trời chặn hoàn toàn. Tuy nhiên, để tìm thấy cường độ rõ ràng của Sao Mộc ở một khoảng cách nào đó so với Trái đất, chúng ta có thể thay đổi công thức trên thành

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

Để so sánh, Mặt trăng có thể có cường độ biểu kiến ​​trung bình -12,74 vào lúc trăng tròn - sáng hơn nhiều so với Lucifer. Tất nhiên, cường độ rõ ràng của cả hai cơ thể có thể thay đổi - Sao Mộc bằng cách chuyển qua mặt trăng của nó, chẳng hạn - nhưng đây là những giá trị tối ưu.

Mặc dù các tính toán trên thực sự không trả lời được hầu hết các phần của câu hỏi của bạn, tôi hy vọng nó sẽ giúp được một chút. Và làm ơn, sửa tôi nếu tôi mắc lỗi ở đâu đó. LaTeX hoàn toàn không phải là ngôn ngữ mẹ đẻ của tôi và tôi có thể đã hiểu sai điều gì đó.

Tôi hi vọng cái này giúp được.

Chỉnh sửa

Độ sáng kết hợp của Lucifer và Mặt trời sẽ phụ thuộc vào góc của tia Mặt trời và tia của Lucifer. Hãy nhớ làm thế nào chúng ta có các mùa khác nhau vì độ nghiêng của trục Trái đất? Chà, sức nóng tăng thêm sẽ liên quan đến độ nghiêng của trục Trái đất và Lucifer so với nhau. Tôi không thể cho bạn một kết quả bằng số, nhưng tôi có thể nói thêm rằng tôi hy vọng nó sẽ không quá nóng hơn bây giờ, vì tôi đang viết bài này!

Chỉnh sửa lần thứ hai

Giống như tôi đã nói trong một bình luận ở đâu đó trên trang này, mối quan hệ độ sáng khối lượng thực sự chỉ hoạt động đối với các ngôi sao có trình tự chính. Nếu Lucifer không ở trong chuỗi chính. . . Vâng, sau đó không có tính toán của tôi sẽ đúng.

Tôi nghĩ đó là một câu hỏi thú vị, nếu không thể. Cách duy nhất để biến Sao Mộc thành một ngôi sao thậm chí còn thực tế từ xa là thêm vào khối lượng của nó. Bỏ qua các sao lùn nâu rất hạn chế về sản lượng năng lượng, để có được một sao lùn đỏ đi, bạn cần thêm ít nhất 75-80 khối lượng sao Mộc. (một chút hơn 24.000 khối lượng trái đất). Bạn muốn thêm một tỷ lệ hydro hợp lý, nhưng một số mảnh vụn đá sẽ không làm tổn thương hỗn hợp.

Dù sao, giả sử điều không thể được thực hiện, có một số điều cần xem xét. Trọng lực lớn hơn (75-80 lần) sẽ làm thay đổi đáng kể tất cả các quỹ đạo của các hành tinh. Dự đoán chính xác mức độ khó như thế nào, nhưng khối lượng lớn hơn và các hành tinh quay quanh, chắc chắn là tất cả những thứ bên trong, sẽ chao đảo nhiều hơn nữa và một số có thể bị kéo ra khỏi quỹ đạo của chúng, có khả năng bị ném ra khỏi hệ mặt trời.

Bạn có thể nghĩ rằng các hành tinh gần Sao Mộc sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất, nhưng nó thực sự có liên quan nhiều đến đồng bộ thủy triều hơn bất cứ điều gì khác. Bất kỳ trong số 4 hành tinh bên trong có thể bị kéo vào một quỹ đạo mới. Bạn cũng có thể thấy quỹ đạo của trái đất kéo dài cộng hưởng với Sao Mộc có lẽ làm tăng chu kỳ băng / băng tan. Câu trả lời chính xác là khó, và không có điều nào trong số những điều này sẽ xảy ra trên 1 quỹ đạo, nhưng theo thời gian, chắc chắn. Quỹ đạo thay đổi đối với tất cả các hành tinh bên trong và có lẽ Sao Thổ cũng sẽ không thể tránh khỏi nếu Sao Mộc trở thành sao lùn đỏ. Hãy tưởng tượng nếu Sao Thổ được kéo gần trái đất hơn, vào quỹ đạo giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, hoặc Sao Thủy được kéo ra khỏi trái đất. Điều lạ lùng là nó sẽ không ảnh hưởng đến chúng ta, nhưng chúng ta có thể muốn để mắt đến nó.

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

Điều thứ 2 cần xem xét là từ tính và ngọn lửa mặt trời. Các ngôi sao trẻ có xu hướng quay rất nhanh do bảo toàn động lượng góc khi các ngôi sao hình thành và điều này tạo ra từ trường khổng lồ và các ngọn lửa mặt trời khổng lồ, lớn hơn nhiều so với chúng ta nhận được từ mặt trời. Thật kỳ lạ khi nghĩ rằng một sao lùn nhỏ màu đỏ, cách xa mặt trời của chúng ta 4 lần so với mặt trời sẽ tạo ra những ngọn lửa mặt trời để lo lắng nhưng điều đó là có thể. Cho dù điều đó có cần động lượng góc cao để điều này xảy ra hay không, tôi không chắc, nhưng chúng ta có thể thấy những ngọn lửa mặt trời lớn hơn từ sao-sao so với từ mặt trời.

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

Độ sáng, sức nóng và tầm nhìn được bao phủ ở trên, nhưng tôi sẽ chạm vào đó. Độ sáng -6,25 sẽ sáng hơn 5-6 lần so với sao Kim và bạn nhìn thấy nó vào ban đêm, sao Kim không nhìn thấy trong bóng tối cực đại, vì vậy nó sẽ sáng hơn đáng kể so với bất kỳ ngôi sao / hành tinh nào khác trên bầu trời, nhưng ít hơn đáng kể sáng hơn mặt trăng, giống như, bạn không thể thực hiện theo cách của mình chỉ bằng ánh sáng của ngôi sao đó theo cách bạn có thể nhìn thấy mọi thứ xung quanh mình dưới ánh trăng. Nhưng khi tôi chạy các con số, tôi nghĩ nó sẽ sáng hơn thế một chút.

Mass to Luminosity có sức mạnh 3,5 - ước tính nhanh, vì vậy, giả sử sao lùn đỏ có khối lượng 80 sao Mộc. Đó là 0,076 Mặt trời. 0,076 ^ 3,5 = khoảng 1 / 8.000, gấp 4.2 lần so với điểm gần nhất (bình phương của nó), 1/8000 khi sáng, chúng ta đang nhìn vào 1 / 140.000 lần ánh sáng chúng ta nhận được từ mặt trời - không nhiều lắm và có khả năng ít hơn thế trong giai đoạn đầu và vì các ngôi sao nhỏ hơn có xu hướng rơi ra, vì vậy hãy ước tính 1 / 200.000 - 1 / 300.000 độ sáng rõ ràng của mặt trời như ước tính của sân bóng. Điều đó không đủ để làm nóng trái đất, nhưng nó vẫn sáng hơn (một chút) so với trăng tròn, tức là khoảng 1 / 400.000 độ sáng của mặt trời. Sẽ đủ ánh sáng để nhìn theo cách của bạn, nhưng tôi không muốn đọc nó. Nó cũng sẽ là ánh sáng đỏ rõ rệt.

Kích thước cuối cùng - một ngôi sao lùn đỏ gồm 80 khối sao Mộc thực sự sẽ nhỏ hơn sao Mộc một chút do lực hấp dẫn nên nó sẽ trông giống như một hành tinh - không hoàn toàn là một điểm trên bầu trời, nhưng gần như là một điểm, nhưng sáng hơn một chút trăng tròn và đỏ. Điều đó có thể đủ sáng để nhìn thấy trong ngày. Tôi không nghĩ rằng sẽ khó nhìn hoặc làm tổn thương đôi mắt của bạn, nhưng nó sẽ tỏa sáng như một chiếc đèn pin nhỏ màu đỏ sáng ở đằng xa.

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

Tôi không nghĩ rằng tôi thích sao Mộc. Hãy không có kế hoạch làm điều này. :-)

Bỏ qua sự bất khả thi của sao Mộc đi năng lượng mặt trời:

Giả sử rằng Sao Mộc biến thành bản sao của Mặt trời về sản lượng năng lượng. Năng lượng truyền đến trái đất tuân theo định luật nghịch đảo bình phương. Vì sao Mộc tốt nhất, cách Trái đất 4 lần so với Mặt trời, nên Sao Mộc sẽ cung cấp cho Trái đất, nhiều nhất là 1/16 năng lượng mà Mặt trời cung cấp, tăng hơn 6% một chút, tại phần lớn.

Để so sánh, giữa aphelion và perihelion, khoảng cách Mặt trời-Trái đất tăng từ khoảng 147 triệu km lên khoảng 152 triệu km. Điều này ngụ ý sự thay đổi năng lượng đầu vào theo mùa khoảng 7%, mà chúng ta trải nghiệm hàng năm ...

Trong thực tế, Sao Mộc không có khối lượng gần như đủ để bắt đầu đánh lửa sao hoặc duy trì nó nếu chúng ta có thể bắt đầu bằng cách nào đó.

Ngay cả ngôi sao nhỏ nhất cũng sẽ yêu cầu khối lượng sao Mộc gấp 80 đến 90 lần chỉ để phát ra ánh sáng đỏ mờ.

Ngay cả để trở thành một ngôi sao nguyên thủy lùn nâu, Sao Mộc sẽ yêu cầu tăng khối lượng theo thứ tự ít nhất 10 lần hoặc hơn.

Lucifer đơn giản là không thể trừ khi Sao Mộc va chạm với thứ gì đó để cung cấp thêm khối lượng cần thiết để đi sao và thậm chí sau đó, nó sẽ là một sao lùn đỏ tốt nhất và khá mờ nhạt, giống như một chiếc đinh nóng đỏ phát sáng trong bóng tối.

Nhưng người ta có thể mơ.

:)

1. Khoảng cách mặt trời-trái đất: 1AU
2. Khoảng cách Trái đất-Sao Mộc (kết hợp): 4AU

Vì vậy, Lucifer sẽ xa hơn bốn lần so với Mặt trời khi nó ở gần (sáu lần khi nó ở xa nhất), đồng thời nó nhỏ hơn gấp ngàn lần . Đây là ánh sáng gấp khoảng 40 lần so với trăng tròn tập trung tại một điểm nhỏ trên bầu trời.