Каковы были бы последствия для Земли, если бы Юпитер превратился в звезду?

Прежде чем я начну, я признаю, что критиковал вопрос за его неправдоподобность; однако меня убедили в обратном. Я попытаюсь произвести расчеты на основе совершенно иных формул, чем те, которые, как мне кажется, использовались; Я надеюсь, ты останешься со мной, пока я буду работать над этим.

Давайте представим, что Люцифер становится звездой главной последовательности — фактически назовем его маломассивным красным карликом. Звезды главной последовательности следуют соотношению масса-светимость:

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

Где$L$и$M$- светимость и масса звезды, а$L_\odot$и$M_\odot$светимость и масса Солнца. Для звезд с$M < 0.43M_\odot$,$a$принимает значение 2,3. Теперь мы можем подставить массу Юпитера ($1.8986 \times 10 ^{27}$кг) в формулу, а также массу Солнца ($1.98855 \times 10 ^ {30}$кг) и светимость ($3.846 \times 10 ^ {26}$Вт), и мы получаем

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

Это становится

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

который затем становится

$$L = 4.35 \times 10 ^ {19}$$ Вт.

Теперь мы можем вычислить видимую яркость Люцифера, если смотреть с Земли. Для этого нам понадобится формула

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

куда$m$- видимая величина звезды,$m_\odot$- видимая величина Солнца,$d_\odot$это расстояние до Солнца, а$d$это расстояние до звезды. В настоящее время,$m = -26.73$и$d(s)$равно 1 (в астрономических единицах).$d$варьируется. Юпитер находится примерно в 5,2 а.е. от Солнца, поэтому на самом близком расстоянии от Земли он будет на расстоянии ~ 4,2 а.е. Подставляем эти числа в формулу и находим

$$m = -6.25$$

что намного менее ярко, чем Солнце. Теперь, когда Юпитер находится дальше всего от Солнца, он находится на расстоянии ~ 6,2 а.е. Подставляем в формулу и находим

$$m = -5.40$$

что еще тусклее — хотя, конечно, Юпитер был бы полностью закрыт Солнцем. Тем не менее, для нахождения видимой величины Юпитера на некотором расстоянии от Земли мы можем изменить приведенную выше формулу на

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

Для сравнения, Луна может иметь среднюю видимую звездную величину -12,74 в полнолуние, что намного ярче Люцифера. Видимая величина обоих тел может, конечно, меняться — например, Юпитер из-за прохождения своей луны — но это оптимальные значения.

Хотя приведенные выше расчеты действительно не отвечают на большую часть вашего вопроса, я надеюсь, что это немного поможет. И, пожалуйста, поправьте меня, если я где-то ошибся. LaTeX ни в коем случае не является моим родным языком, и я мог что-то напутать.

Надеюсь, это поможет.

Редактировать

Суммарная яркость Люцифера и Солнца будет зависеть от угла наклона солнечных лучей и лучей Люцифера. Помните, как у нас разные времена года из-за наклона земной оси? Что ж, дополнительное тепло должно быть связано с наклоном осей Земли и Люцифера относительно друг друга. Я не могу дать вам численный результат, но я могу добавить, что надеюсь, что будет не намного жарче, чем сейчас, когда я пишу это!

Второе редактирование

Как я сказал в комментарии где-то на этой странице, соотношение массы и светимости действительно работает только для звезд главной последовательности. Если бы Люцифера не было на главной последовательности. . . Что ж, тогда ни один из моих расчетов не будет правильным.

Я думаю, что это забавный вопрос, хотя и невозможный. Единственный способ превратить Юпитер в хоть сколько-нибудь практичную звезду — это увеличить его массу. Игнорируя коричневые карлики, которые очень ограничены в выработке энергии, чтобы получить красный карлик, вам нужно добавить по крайней мере 75-80 масс Юпитера или около того. (чуть больше 24 000 земных масс). Вы бы хотели добавить изрядный процент водорода, но немного каменистых обломков не повредит смеси.

В любом случае, если предположить, что невозможное уже сделано, есть несколько вещей, которые следует учитывать. Большая гравитация (в 75-80 раз) существенно изменила бы орбиты всех планет. Предсказать, как именно, сложно, но это гораздо большая масса и орбиты планет, особенно всех внутренних, будут колебаться намного сильнее, а некоторые могут полностью сойти со своей орбиты, вероятно, выброшенные за пределы Солнечной системы.

Вы можете подумать, что планеты, находящиеся ближе к Юпитеру, пострадают больше всего, но на самом деле это больше связано с приливной синхронизацией, чем с чем-либо еще. Любая из 4 внутренних планет может быть вытянута на новую орбиту. Вы также, вероятно, увидите удлинение орбиты Земли в резонансе с Юпитером, возможно, увеличивая цикл ледникового периода/таяния льда. Трудно дать точные ответы, и ни одна из этих вещей не произойдет за 1 виток, но со временем, конечно. Орбитальные изменения всех внутренних планет и, возможно, Сатурна также будут неизбежны, если Юпитер станет красным карликом. Представьте, если бы Сатурн подтянулся ближе к Земле, на орбиту между Марсом и Юпитером, или Меркурий вытянулся бы мимо Земли. Скорее всего, он не заденет нас, но мы могли бы захотеть присмотреть за ним.

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

Второе, что следует учитывать, это магнетизм и солнечные вспышки. Молодые звезды имеют тенденцию вращаться очень быстро из-за сохранения углового момента, когда звезды формируются, и это создает огромные магнитные поля и огромные солнечные вспышки, намного большие, чем мы получаем от Солнца. Странно думать, что крошечный красный карлик, находящийся в 4 раза дальше от нашего Солнца, чем само Солнце, может вызвать солнечные вспышки, о которых стоит беспокоиться, но это возможно. Я не уверен, нужен ли для этого большой угловой момент, но мы могли бы видеть более крупные солнечные вспышки от звезды-Юпитера, чем от Солнца.

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

Яркость, тепло и видимость были рассмотрены выше, но я коснусь этого. Яркость -6,25 будет в 5-6 раз ярче Венеры, и вы увидите ее ночью, Венера не видна в полной темноте, поэтому она будет значительно ярче, чем любая другая звезда/планета на небе, но значительно меньше ярче луны, например, вы не могли бы проложить себе путь только при свете этой звезды, как вы можете видеть вещи вокруг себя в лунном свете. Но когда я прогоняю числа, я думаю, что это было бы немного ярче.

Масса к светимости находится в степени 3,5 — быстрая оценка, поэтому, скажем, красный карлик имеет массу 80 масс Юпитера. Это 0,076 Солнца. 0,076 ^ 3,5 = около 1/8000, то есть в 4,2 раза дальше в ближайшей точке (квадрат), 1/8000 яркости, мы смотрим в 1/140000 света, который мы получаем от солнца — не очень много и, вероятно, меньше, чем на ранних стадиях, и потому, что меньшие звезды имеют тенденцию падать, поэтому давайте оценим 1/200 000 - 1/300 000 видимой яркости солнца в качестве приблизительной оценки. Этого совсем недостаточно, чтобы нагреть землю, но это все же ярче (немного), чем полная луна, которая составляет около 1/400 000 яркости солнца. света было бы достаточно, чтобы видеть дорогу, но я бы не стал пытаться читать при нем. Это также будет отчетливо красноватый свет. Не белый свет мы'

Наконец, размер — красный карлик массой 80 масс Юпитера на самом деле был бы немного меньше Юпитера из-за гравитации, поэтому он выглядел бы как планета — не совсем точка на небе, но почти точка, но немного ярче, чем полная луна и красный. Это, вероятно, достаточно ярко, чтобы видеть в течение дня. Я не думаю, что это было бы трудно смотреть или повредить глаза, но это будет светить, как крошечный ярко-красный фонарик на расстоянии.

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

Не думаю, что мне нравится звезда-Юпитер. Давайте не будем этого планировать. :-)

Игнорируя невозможность того, чтобы Юпитер стал солнечным:

Предположим, что Юпитер превращается в копию Солнца по выходу энергии. Энергия, передаваемая земле, подчиняется закону обратных квадратов. Поскольку Юпитер находится в лучшем случае в 4 раза дальше от Земли, чем Солнце, Юпитер будет поставлять Земле не более 1/16 энергии, которую поставляет Солнце, при увеличении чуть более чем на 6% при наиболее.

Для сравнения, между афелием и перигелием расстояние между Солнцем и Землей увеличивается примерно со 147 миллионов километров до примерно 152 миллионов километров. Это подразумевает сезонное изменение потребляемой энергии примерно на 7%, которое мы наблюдаем каждый год...

На самом деле у Юпитера почти нет массы, чтобы инициировать звездное воспламенение или поддерживать его, если бы мы могли каким-то образом запустить его.

Даже самой маленькой звезде потребуется примерно в 80–90 раз больше массы Юпитера только для того, чтобы излучать слабое красное свечение.

Даже для того, чтобы стать протозвездой коричневого карлика, Юпитеру потребовалось бы увеличение массы примерно в 10 раз.

Люцифер просто невозможен, если только Юпитер не столкнется с чем-то, что обеспечит ему дополнительную массу, необходимую для того, чтобы стать звездой, и даже в этом случае он будет в лучшем случае красным карликом и довольно слабым, как раскаленный гвоздь, светящийся в темноте.

Но можно мечтать.

:)

1. Расстояние от Солнца до Земли: 1 а.е.
2. Расстояние от Земли до Юпитера (в месте соединения): 4 а.е.

Таким образом, Люцифер будет в четыре раза дальше Солнца, когда оно ближе (в шесть раз, когда оно дальше всего), и в то же время он в тысячу раз меньше . Это примерно в 40 раз больше света, чем полная луна, сконцентрированная в крошечной точке неба.