Может ли Земля стать звездой, если добавить больше массы?

Относительно названия: Да.

Означает ли это, что звезда зародилась как планета?

Да, технически звезда может начаться как планета, если она наберет достаточную массу. Однако это крайне маловероятно, поскольку масса планеты должна быть в 80 раз больше массы Юпитера, чтобы она могла подвергнуться нуклеосинтезу.

Звездам требуется синтез водорода, а на Земле мало водорода. Могла бы Земля стать звездой, если бы добавилась масса, но относительно низкое содержание водорода в ней осталось прежним?

Наиболее важными компонентами для звезды являются состав и масса. В нынешнем виде Земля не имеет такой концентрации водорода, чтобы образовалась звезда, даже если мы будем продолжать добавлять массу.

Большинство звезд работают, сплавляя самый легкий элемент, водород. Для синтеза более тяжелых элементов требуется гораздо более высокая температура, поскольку чем больше протонов у элемента, тем больше он будет отталкивать другие, а не сливаться. Да, достаточно массивные звезды могут сплавлять более тяжелые элементы.

Однако Земля неизбежно будет обрастать водородом, поэтому в конечном итоге его количество будет значительным. При определенных условиях окружающей среды (таких как радиационное давление, интенсивность света от звезды и т. д.) Земля станет достаточно массивной, чтобы начать захватывать газообразный водород из межпланетной среды и стать газовым гигантом (как указывали в названии 2voyage). Где это происходит, точно неизвестно, но это примерно в 10 раз больше массы Земли. Это означает, что теоретически планета земной группы может образовать звезду, если еще больше увеличить ее массу.

Теперь я слышу, как вы думаете: «Что, если Земля была бы окружена вакуумом? Если бы мы продолжали увеличивать массу, стала бы она звездой?» Ну, теоретически, планета в конечном итоге достигнет температуры, при которой большинство ее элементов могут слиться. Например, «звезда» могла бы поддерживать себя за счет синтеза кислорода и кремния, но не за счет синтеза железа.

Звезда не начинается как планета; у вас есть большое облако газа, которое само схлопывается из-за гравитации. Большая часть газа идет на создание звезды (более 99% в случае нашей Солнечной системы). Однако гравитационные коллапсы могут произойти в нескольких местах газового облака, и часть газа будет способствовать коллапсу гораздо меньших проростков сверхплотности. Если масса меньшего коллапсирующего объекта достаточно велика, гравитация стянет объект в сферу, удовлетворяющую одному из трех критериев, которые мы должны классифицировать как планету (см., например, этот вопрос для получения дополнительной информации о таких критериях).

Очень большая масса газа, который должен стать звездой, позволяет ей коллапсировать таким образом, что давление становится достаточно большим, чтобы центральные части облака начали сплавлять водород или гореть, если хотите. Для этого типа воспламенения вам нужны простые газы, так как для слияния более сложных атомов необходимы еще более высокие температуры. Это связано с тем, что синтез становится все менее и менее энергетически эффективным по мере того, как атомы становятся более сложными.

Хотя у меня нет прямых источников, к которым я мог бы вас отослать, вы можете быть уверены, что Земля не стала бы звездой, если бы ее масса увеличивалась без существенного увеличения количества водорода. Однако с большим количеством водорода, присутствующего во Вселенной по сравнению с другими элементами, подобный сценарий невозможен, и гипотетическое скопление материи на Земле реально будет состоять из газа, который будет использоваться для эффективного синтеза, который мы наблюдаем в звездах.

Нет. Чтобы звезда могла поддерживать себя, должен происходить синтез, чтобы избежать коллапса из-за гравитации. Земля состоит из тяжелых элементов (никеля, железа и т. д.), которые почти невозможно сплавить в звезды. Следовательно, из-за этого Земля не может быть звездой из-за прибавления массы.

Но если дополнительной массой был водород, я затрудняюсь сказать, что произойдет, возможно, это будет звезда с малой массой, которая будет сиять в течение ограниченного времени, пока не перестанет поддерживать себя, или синтез может никогда не произойти.