Сколько железа я должен выстрелить в Солнце, чтобы взорвать его?

Во-первых, небольшая поправка: железо не слишком тяжелое, чтобы позволить реакции продолжаться, оно невероятно стабильно и поэтому не может производить ничего другого (на это ушло бы$\sim10^{22}$лет, чтобы он распался на хром, и его энергия связи является самой высокой на нуклон, поэтому производство чего-то более тяжелого, чем железо, будет «стоить» дороже). Исследования показывают, что как только кремний образуется в ядре (кремний производит железо), у звезды есть около недели, прежде чем она взорвется!

Однако, чтобы произвести это в ядре, Солнце должно быть примерно в 6-8 раз больше массы нашего Солнца. Так что будьте уверены, что наше Солнце не станет сверхновой (хотя оно пройдет через фазу красного гиганта и поглотит Землю примерно через 5 миллиардов лет).

Температура кипения железа составляет около 3000 К (5000 F), а температура поверхности Солнца составляет около 5500 К (10 000 F), так что эта железная комета испарится по пути к поверхности Солнца.

Нет, это не правда. Это не то, как синтез в звездах, таких как Солнце, работает.

Солнце превращает водород в гелий. В этот момент любые другие реакции очень редки, не поддерживаются и не имеют значения. Неправда, что здесь создается целая цепь высших элементов.

Неверно также и то, что железо слишком тяжело для ядерных реакций. Железо является точкой с низкой энергией, поэтому нет чистого прироста энергии при его слиянии с другими элементами или расщеплении на другие элементы. Можно получить энергию путем расщепления гораздо более тяжелых элементов, чем железо, таких как уран и плутоний.

После того, как Солнце израсходовало свой водород и превратилось в шар из гелия, оно сначала немного схлопнется. Это нагревает гелий, так что теперь он может плавиться. Это высвобождает больше энергии, чем первоначальный синтез водорода, поэтому Солнце расширяется и становится красным гигантом, который, как один из его побочных эффектов, поглотит и испепелит Землю.

Когда гелий заканчивается, происходит целая последовательность других вещей. Для звезд с массой нашего Солнца не будет сверхновой, хотя все же произойдет значительный взрыв, прежде чем ядерные реакции прекратятся, и она остынет и станет карликом.

Нисколько. Во-первых, примерно 0,014 массы Солнца состоит из Fe. Если вы посчитаете, то поймете, что масса Fe на Солнце превышает 4660 земных масс. Это связано с тем, что Солнце является звездой с относительно высокой металличностью (население I) и, вероятно, образовалось в зоне, укрепленной продуктами сверхновых. Если вы просто посмотрите на составные части внутренних планет, астероидов и метеоритов, это соответствует тому, что можно было бы ожидать.

Если «большая» масса Fe (кометы не содержат много металла, но мы могли бы заменить предложенную вами комету астероидом аналогичного размера) упадет на Солнце, она просто полностью испарится. Температура Солнца на поверхности составляет ~ 5778 Кельвинов, что намного выше, чем температура кипения Fe, Ni или любого сплава Fe-Ni. Атомы рассеялись бы и затерялись бы в море ядер H и He, и вряд ли приблизились бы к ядру в целости и сохранности. Буквально ничего о солнце не изменится в этом сценарии. Богатые металлом объекты (небольшие), вероятно, постоянно падают на солнце и не обнаруживаются.

Теперь несколько комментариев о слиянии. Прежде всего, Солнце никогда не будет сплавлять Fe в своем ядре, поскольку оно просто недостаточно массивно для этого. Температуры, необходимые для слияния все более тяжелых ядер, должны значительно возрасти, и этому способствует сжатие и нагрев ядра из-за огромных давлений и масс, давящих сверху. У солнца просто нет того, что нужно.

Кроме того, Fe не сливается не потому, что ядра слишком тяжелые. Fe в массивном ядре действительно сливается с Ni и может пойти значительно дальше. Проблема в том, что эти реакции являются эндотермическими, то есть они будут поглощать энергию. В этот момент температура также настолько высока, что фотоны способны расщепить ядра Fe и Ni обратно на более легкие ядра и отдельные нуклоны. Все эти процессы будут отнимать энергию у ядра. Чем меньше энергии в ядре, тем больше оно сжимается, тем горячее становится, и энергия теряется быстрее, пока ядро ​​не поддастся и не разрушится. Обратите внимание, что это не мгновенное событие, происходящее только из-за присутствия Fe. По мере дальнейшего коллапса ядра протоны и электроны находят энергетически выгодным образование нейтронов (нейтронизация), на что уходит больше энергии.

Я предполагаю, что вы смотрели передачу, в которой говорилось, что «железо — убийца звезд» или что-то в этом роде. Помните, что шоу на телевидении создаются с учетом развлекательной ценности и упрощают или просто искажают вещи для широкой аудитории. Всегда смотрите со скептицизмом.

Я думаю, что я видел это шоу и на научном канале, и я думаю, что они плохо представили этот конкретный момент. Во-первых, я совершенно уверен, что на солнце уже есть достаточное количество железа, потому что оно есть на всех внутренних планетах. Нет никакой логической причины, по которой солнце не могло бы. Железа достаточно много во Вселенной. То, что происходит, когда железное ядро ​​звезды сжимается и звезда становится сверхновой, вероятно, требует довольно большого железного ядра - может быть, большего, чем Юпитер. Теперь, я просто предполагаю, и это, вероятно, как-то связано с чистотой железного ядра, а также с массой, но, вероятно, это занимает огромное количество. Принесет гораздо больше, чем 1 комета.

Теперь я подозреваю, что у Солнца нет настоящего железного ядра, потому что при таких температурах все представляет собой плазму, которая просто летает и натыкается на другие элементы, так что, по сути, если вы бросите железную сковороду в на Солнце железо становится газом и смешивается с другим газом внутри Солнца, подобно тому, как газ смешивается в нашей атмосфере.

Во-первых, другие ответы верны, что ваше понимание процессов внутри Солнца ошибочно.

Во-вторых, я считаю, что другие ответы в корне неверны относительно стрельбы железом по солнцу, чтобы он взорвался. Я уверен, что если выстрелить в солнце достаточно большим количеством железа, оно взорвется. По сути, объект с массой в три раза больше нашей Солнца разрушится, и часть материи взорвется, если только она не будет поддерживаться ядерным синтезом. Если бы у вас было два объекта солнечной массы на противоположных сторонах Солнца, и они не находились на орбите или не двигались относительно Солнца, и вы позволили им упасть на Солнце, то у вас был бы объект с тремя солнечными массами. Но даже несмотря на то, что два больших падающих объекта вызовут существенные разрушения ядра Солнца, они, вероятно, не нарушат термоядерный синтез настолько, чтобы Солнце взорвалось, а его остатки превратились в черную дыру или нейтронную звезду.

Предположим, что вместо 2-х объектов, обстрелянных Солнцем, у вас есть 100 объектов, каждый с массой в одну солнечную. Каждый из них был запущен с одинакового расстояния от солнца, и каждый объект был расположен на одинаковом расстоянии друг от друга, так что их взаимное гравитационное притяжение не является фактором, препятствующим их столкновению с солнцем. Удара железа массой в 100 масс Солнца, вероятно, будет достаточно, чтобы разрушить области синтеза или, альтернативно, достаточно охладить солнце, чтобы у вас больше не было достаточно устойчивого синтеза, чтобы поддерживать солнце (и добавленное железо) от коллапса. и поэтому солнце взорвется, а остаток рухнет в черную дыру. Я ожидаю, что для этого потребуется гораздо меньше массы железа, чем в 100 раз превышающей массу Солнца, но я понятия не имею, сколько на самом деле требуется.