Если бы Солнце стало сверхновой, сколько времени осталось бы у Земли, прежде чем оно было бы поглощено? [закрыто]

Используя эмпирическое правило физиков: «Какими бы большими вы ни считали сверхновые, они больше этого».

Сверхновая взорвалась в 1 а.е. от вас.$9$на несколько порядков ярче, чем водородная бомба, взорванная у вашего глазного яблока.

Вот хорошее видео взрыва сверхновой типа 1а.

Зачем ждать?
Для разрушения Земли не нужно ждать «физического взрыва». Просто электромагнитное излучение сверхновой с легкостью справится с этой задачей.

сколько у нас есть времени?
Из обмена стеками физики я нахожу:

• Сверхновая доставляет$2.0 \times 10^{16}\ \mathrm{\frac {J}{s\cdot m^2}}$в 1 а.е.
• Радиус Земли ~$6.375 \times 10^6\ \mathrm m$так что его поперечное сечение ~$1.3 \times 10^{14}\ \mathrm m^2$.
• Земля перехватывает$1.3 \times 10^{14} \mathrm{m^2 \times 2.0 \times 10^{16}\ \frac {J}{s\cdot m^2} = 2.55 \times 10^{30} \frac {J}{s} }$энергии
• Занимает$1.2 \times 10^7 \mathrm{\ \frac {J}{kg}}$для испарения силикатной породы.
• Масса Земли$6.5 \times 10^{24}\ \mathrm{kg}$
• Энергия для испарения Земли$\mathrm{6.5 \times 10^{24}\ kg \times 1.2 \times 10^7\ \frac {J}{kg} = 7.8 \times 10^{31}\ J }$
• Время, необходимое для испарения Земли, равно$\mathrm{\frac {7.8 \times 10^{31}\ J}{2.55 \times 10^{30}\ \frac {J}{s}} = 30 s }$

30 секунд после того, как фронт излучения достигнет Земли, пока Земля не поглотит достаточно энергии, чтобы испариться.

Сколько времени, правда?
В ответ на некоторые комментарии я откопал небольшое исследование из «Что, если». Даже если бы вы находились на стороне Земли, удаленной от взрыва, вы не получили бы дополнительных 30 с (или более), которые потребовались сверхновой, чтобы испарить и рассеять Землю. Оказывается, на расстоянии 1 а.е. сверхновая испускает смертельную дозу нейтрино , и Земля не обеспечивает никакой защиты.

Поскольку нейтрино путешествуют со скоростью >0,999976c, вы действительно получаете менее 0,012 секунды , прежде чем получите смертельную дозу. Я оцениваю дозу примерно в 23 грея радиации. Что в этой таблице указывает на следующее:

Результатом является немедленная дезориентация и кома, начало которой составляет от нескольких секунд до нескольких минут.

Прогноз: верная смерть

Но у нейтринного фронта НЕТ энергии, достаточной, чтобы уничтожить Землю, достаточно, чтобы стерилизовать ее.

Какой тип сверхновой? Есть несколько:

Тип Iа

Белый карлик — это тип компактной звезды, состоящей из электронно-вырожденного вещества, и является конечной точкой эволюции большинства звезд во Вселенной (включая Солнце). В белом карлике не происходит слияния: его светимость полностью обусловлена ​​запасенной тепловой энергией.

Если большое ($1.3-1.4~M_\odot$) белый карлик находится в двойной системе и аккрецирует вещество от своего компаньона, он может в конечном итоге стать достаточно тяжелым, чтобы начать синтез углерода и кислорода. Чрезвычайная плотность звезды означает, что «фронту пламени» синтеза требуется немногим более одной секунды, чтобы распространиться через звезду, высвобождая при этом огромное количество энергии: достаточно, чтобы развязать звезду, что привело к сверхновой.

Масса, при которой возникает сверхновая типа Ia, в значительной степени является инвариантом. Это делает сверхновые типа Ia полезными в качестве стандартных свечей , а также означает, что мы можем привести (относительно) точные статистические данные об их продуктах:

• Выброс:$1.4~M_\odot~@~6\%~c$
• Высвобождение энергии:$<2\cdot 10^{44}~\text{J}$
• Светимость:$\approx 5\cdot 10^{9}~L_\odot$

Таким образом, если бы Земля каким-то образом задержалась до окончания фазы красного гиганта Солнца, а масса Солнца увеличилась примерно на 40%, выброс занял бы примерно:

добраться до нас. Сверхновая не сразу достигает полной яркости, поскольку большая часть ее энергии заключена внутри плотных, непрозрачных, расширяющихся внешних слоев. Звезде требуется около двух недель, чтобы стать оптически тонкой, когда достигается пиковая яркость. Тем не менее, начальная яркость все еще достаточно высока, чтобы испарить обращенную к Солнцу сторону Земли и стерилизовать ночную сторону Земли с помощью отраженного лунного света (если вы близки к полной Луне).

Тип II/Ib/Ic

Это сверхновые с коллапсом ядра (тип, обсуждаемый в статье «Что, если» упоминается много раз в комментариях), и случаются только со звездами, достаточно большими, чтобы сжигать кремний, производя железо в своих ядрах. Нижний предел около$8~M_\odot$, что делает невозможным коллапс ядра на Солнце, если не произойдут две вещи:

• Вы увеличиваете массу Солнца на 40% до предела Чандрасекара .

• Вы превращаете всю (увеличенную) массу Солнца в железо.

Это привело бы к возникновению какой-то странной сверхновой с коллапсом ядра, которая не может возникнуть в природе. Обычно сверхновые с коллапсом ядра сбрасывают большую часть своей массы, оставляя после себя остаток нейтронной звезды. В этом случае часть ядра будет выброшена, и я не знаю, сформируется ли остаток. В любом случае мы получили бы испаряющую Землю дозу гамма-лучей от незатененного фоторасщепления до того, как смертельная доза нейтринного излучения достигла бы нас микросекундами позже.