Was wären die Auswirkungen auf die Erde, wenn Jupiter in einen Stern verwandelt würde?

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In Clarkes Buch 2010 verwandelten der Monolith und seine Brüder Jupiter in den Spitznamen eines kleinen Sterns Lucifer. Wenn wir die Realität ignorieren, dass in Zukunft keine magischen Monolithen mehr auftauchen, wie würden sich die Auswirkungen auf die Erde auswirken, wenn der Jupiter in einen Stern verwandelt würde?

Am nächsten und am weitesten:

Wie hell wäre die "Rückseite" der Erde mit Licht von Luzifer?

Wie viel Wärme würde der kleine Stern auf der Erde erzeugen?

Wie viele Tage oder Monate hätten wir eigentlich Nacht, wenn wir hinter der Sonne davon kreisten?

Wie viel heller wäre die Sonnenseite der Erde, wenn Luzifer und die Sonne auf derselben Seite des Planeten scheinen würden?

star the-sun light jupiter heat Maelish
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Obwohl dies eine interessante Frage ist, weiß ich nicht, ob es einen richtigen Weg gibt, sie zu beantworten. Jupiters Masse ist weitaus geringer als die der kleinsten Braunen Zwerge, die auch als "gescheiterte Sterne" bezeichnet werden. Braune Zwerge haben nicht genug Masse, um die Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten, und strahlen nicht viel Licht aus. Ich glaube nicht, dass Sie die Berechnungen für ein Jupiter-Stern-Szenario auf irgendeine Weise realistisch durchführen können, da es unmöglich ist, mit der Wasserstofffusion zu beginnen. Trotzdem ist es eine interessante Idee.

HDE 226868

Okay, ich gebe nach. +1 für eine interessante Idee.

HDE 226868

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Incnis Mrsi

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Jupiter kann so hell brennen, wie Sie es möchten, je nachdem, wie viel Masse Sie hinzufügen. Wenn Sie irgendwie einen sehr massiven Kern in das Zentrum des Jupiters stellen, bestimmt die Gesamtmasse des Systems, wie viel Fusion stattfinden kann. Es kann wahrscheinlich von einer Supernova reichen, wenn Sie einen Neutronenstern direkt unterhalb des Chandrasekhar-Grenzwerts einsetzen, bis zu einem sehr schwachen Roten Zwerg, wenn Sie nur genügend Masse hinzufügen, um die Fusion zu starten.

ACAC

Woher wissen Sie, dass in Zukunft keine "magischen" Monolithen mehr auftauchen werden? Es ist so gut wie ein Szenario des Erstkontakts.

Jack R. Woods

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Bevor ich anfange, gebe ich zu, dass ich die Frage wegen ihrer Unwahrscheinlichkeit kritisiert habe. Ich bin jedoch von etwas anderem überzeugt worden. Ich werde versuchen, die Berechnungen auf der Grundlage völlig anderer Formeln durchzuführen, als ich denke, dass sie verwendet wurden. Ich hoffe, du bleibst bei mir, während ich es ausarbeite.

Stellen wir uns vor, Luzifer wird zum Hauptdarsteller - nennen wir ihn einen massearmen roten Zwerg. Hauptreihensterne folgen der Masse-Leuchtkraft-Beziehung:

\frac{L}{L_{⊙}} = {(\frac{M}{M_{⊙}})}^{a}

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

Wobei und die Leuchtkraft und Masse des Sterns sind und und und die Leuchtkraft und Masse der Sonne. Für Sterne mit , nimmt den Wert von 2,3. Jetzt können wir Jupiters Masse ( kg) sowie die Sonnenmasse ( kg) und die Leuchtkraft ( ) in die Formel Watt), und wir bekommen $L$ $M$ $L_\odot$ $M_\odot$ $M < 0.43M_\odot$ $a$ $1.8986 \times 10 ^{27}$ $1.98855 \times 10 ^ {30}$ $3.846 \times 10 ^ {26}$

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

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

Dies wird

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

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

was dann wird

L = 4.35 \times 10^{19}

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

Jetzt können wir die scheinbare Helligkeit Luzifers von der Erde aus errechnen. Dafür brauchen wir die Formel

m = m_{⊙} - 2.5 \log (\frac{L}{L_{⊙}} {(\frac{d_{⊙}}{d})}^{2})

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

wobei die scheinbare Größe des Sterns ist, die scheinbare Größe der Sonne ist, die Entfernung zur Sonne ist und die Entfernung zum Stern ist. Jetzt ist und ist 1 (in astronomischen Einheiten). variiert. Der Jupiter ist ungefähr 5,2 AE von der Sonne entfernt, in der Nähe der Erde wären es also ungefähr 4,2 AE. Wir stecken diese Zahlen in die Formel und finden $m$ $m_\odot$ $d_\odot$ $d$ $m = -26.73$ $d(s)$ $d$

m = - 6.25

$m = -6.25$

Das ist viel weniger hell als die Sonne. Wenn der Jupiter am weitesten von der Sonne entfernt ist, ist er ~ 6,2 AU entfernt. Wir stecken das in die Formel und finden

m = - 5.40

$m = -5.40$

Das ist immer noch schwächer - obwohl Jupiter natürlich von der Sonne komplett blockiert würde. Um die scheinbare Größe von Jupiter in einiger Entfernung von der Erde zu finden, können wir die obige Formel in ändern

m = - 26.73 - 2.5 \log (\frac{4.35 \times 10^{19}}{3.846 \times 10626} {(\frac{1}{d})}^{2})

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

Im Vergleich dazu kann der Mond bei Vollmond eine durchschnittliche scheinbare Größe von -12,74 haben - viel heller als Luzifer. Die scheinbare Größe beider Körper kann sich natürlich ändern - Jupiter zum Beispiel durch Monddurchgänge -, aber dies sind die optimalen Werte.

Obwohl die obigen Berechnungen die meisten Teile Ihrer Frage nicht beantworten, hoffe ich, dass es ein bisschen hilft. Und bitte korrigieren Sie mich, wenn ich irgendwo einen Fehler gemacht habe. LaTeX ist keineswegs meine Muttersprache, und ich hätte etwas falsch machen können.

Ich hoffe das hilft.

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Die kombinierte Helligkeit von Luzifer und der Sonne würde vom Winkel der Sonnenstrahlen und der Luzifer-Strahlen abhängen. Erinnern Sie sich, wie wir aufgrund der Neigung der Erdachse unterschiedliche Jahreszeiten haben? Nun, die zusätzliche Wärme hätte mit der Neigung der Erd- und Luziferachse zueinander zu tun. Ich kann Ihnen kein numerisches Ergebnis geben, aber ich kann hinzufügen, dass ich hoffe, dass es nicht zu heiß wird, als es jetzt ist, während ich dies schreibe!

Zweite Bearbeitung

Wie ich in einem Kommentar irgendwo auf dieser Seite sagte, funktioniert die Masse-Leuchtkraft-Beziehung wirklich nur für Hauptreihensterne. Wenn Luzifer nicht in der Hauptsequenz war. . . Nun, dann wäre keine meiner Berechnungen richtig.

HDE 226868
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Es ist eine interessante Antwort! Es hört sich so an, als ob es kaum Auswirkungen auf zusätzliches Licht oder Temperatur geben würde.

Maelish

Als Antwort auf die Änderung, die Sie an Ihrem Kommentar vorgenommen haben: Ja. Kein großer Unterschied. Zumindest nicht auf der Erde. Ein interessantes Follow-up wäre, zu prüfen, ob es tatsächlich dazu führen könnte, dass sich die Bedingungen für Europa zugunsten des Lebens ändern.

HDE 226868

@HDE 226868 Nur zum Spaß hast du dir noch überlegt, was nötig ist, um Europa für die Außerirdischen bewohnbar zu machen (ich weiß, es hängt vom Außerirdischen ab). Jupiter konnte offensichtlich nicht "zu heiß" werden. Ich liebe AC Clarke, aber er musste manchmal die Wissenschaft ignorieren, um der Geschichte willen (dh Menschen würden aufgrund des Magnetfelds nicht in Jupiters Umlaufbahn überleben).

Jack R. Woods

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Ich denke, es ist eine lustige Frage, wenn nicht unmöglich. Die einzige Möglichkeit, Jupiter in einen Stern zu verwandeln, der sogar aus der Ferne praktisch ist, besteht darin, die Masse zu erhöhen. Wenn Sie braune Zwerge ignorieren, deren Energieabgabe sehr begrenzt ist, müssen Sie mindestens 75-80 Jupitermassen hinzufügen, um einen roten Zwerg zum Laufen zu bringen. (etwas mehr als 24.000 Erdmassen). Sie würden einen angemessenen Prozentsatz Wasserstoff hinzufügen wollen, aber einige Steintrümmer würden der Mischung nicht schaden.

Unter der Annahme, dass das Unmögliche möglich ist, gibt es dennoch einige Dinge zu beachten. Die größere Schwerkraft (75-80-fach) würde alle Planetenbahnen signifikant verändern. Genau vorherzusagen, wie schwer es ist, aber so viel mehr Masse und die Planetenbahnen, mit Sicherheit alle inneren, würden viel mehr wackeln und einige könnten vollständig aus ihrer Umlaufbahn gerissen und wahrscheinlich aus dem Sonnensystem geworfen werden.

Man könnte meinen, die Planeten in der Nähe des Jupiters wären am stärksten betroffen, aber es hat mehr mit Gezeitensynchronisation zu tun als mit irgendetwas anderem. Jeder der 4 inneren Planeten könnte in eine neue Umlaufbahn befördert werden. Sie werden wahrscheinlich auch sehen, wie sich die Erdumlaufbahn in Resonanz mit Jupiter ausdehnt, was möglicherweise den Eiszeit- / Eisschmelzzyklus verlängert. Präzise Antworten sind schwierig, und keines dieser Dinge würde über einen Umlauf geschehen, aber mit der Zeit sicherlich. Umlaufbahnänderungen an allen inneren Planeten und vielleicht auch am Saturn wären unvermeidlich, wenn der Jupiter ein Roter Zwerg wird. Stellen Sie sich vor, Saturn würde näher an die Erde heran gezogen, in eine Umlaufbahn zwischen Mars und Jupiter oder Merkur würde an der Erde vorbei gezogen. Die Chancen stehen gut, dass es uns nicht treffen würde, aber wir möchten vielleicht ein Auge darauf haben.

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

Die zweite zu berücksichtigende Sache ist Magnetismus und Sonneneruptionen. Junge Sterne neigen dazu, sich sehr schnell zu drehen, da der Drehimpuls erhalten bleibt, wenn sich die Sterne bilden, und dies erzeugt enorme Magnetfelder und riesige Sonneneruptionen, die viel größer sind als die, die wir von der Sonne bekommen. Es ist seltsam zu denken, dass ein winziger roter Zwerg, der viermal so weit von unserer Sonne entfernt ist wie die Sonne, Sonneneruptionen erzeugt, um die man sich sorgen muss, aber es ist möglich. Ob es dafür einen hohen Drehimpuls braucht, weiß ich nicht, aber wir konnten größere Sonneneruptionen vom Stern-Jupiter als von der Sonne sehen.

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

Helligkeit, Hitze und Sichtbarkeit wurden oben abgedeckt, aber ich werde darauf eingehen. Eine Helligkeit von -6,25 wäre 5-6 mal heller als die Venus, und Sie würden sie nachts sehen. Die Venus wird in der höchsten Dunkelheit nicht gesehen, daher wäre sie deutlich heller als jeder andere Stern / Planet am Himmel, aber deutlich weniger Heller als der Mond, als könntest du dich nicht mit dem Licht dieses Sterns fortbewegen, so wie du die Dinge um dich herum im Mondlicht sehen kannst. Aber wenn ich die Zahlen laufen lasse, denke ich, dass es ein bisschen heller als das sein würde.

Masse zu Leuchtkraft ist zur Energie von 3.5 - schnelle Schätzung, also lassen Sie uns sagen, dass der rote Zwerg eine Masse von 80 Jupitern hat. Das sind 0,076 Sonnen. 0,076 ^ 3,5 = ungefähr 1/8000, also 4,2-mal so weit entfernt wie der nächstgelegene Punkt (Quadrat davon), 1/8000 so hell, wir schauen auf das 1 / 140.000-fache des Lichts, das wir von der Sonne erhalten - nicht sehr viel und wahrscheinlich weniger als das in den frühen Stadien und weil die kleineren Sterne dazu neigen, herunterzufallen, lassen Sie uns 1 / 200,000 - 1 / 300,000 die scheinbare Helligkeit der Sonne als eine Schätzung des Baseballstadiums schätzen. Das reicht nicht aus, um die Erde überhaupt zu erhitzen, aber es ist immer noch heller (ein bisschen) als der Vollmond, der etwa 1 / 400.000 der Helligkeit der Sonne entspricht. Es würde genug Licht sein, um sich zurechtzufinden, aber ich würde nicht versuchen, danach zu lesen. Es wäre auch deutlich rötliches Licht.

Endlich Größe - ein roter Zwergstern mit 80 Jupitermassen wäre aufgrund der Gravitation tatsächlich etwas kleiner als Jupiter, so dass er wie ein Planet erscheint - kein ganzer Punkt am Himmel, aber fast ein Punkt, aber ein bisschen heller als der Vollmond und Rot. Das ist wahrscheinlich hell genug, um es auch tagsüber zu sehen. Ich glaube nicht, dass es schwer sein würde, deine Augen anzusehen oder zu verletzen, aber es würde in der Ferne wie eine winzige hellrote Taschenlampe leuchten.

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

Ich glaube nicht, dass ich Star-Jupiter mag. Planen wir das nicht. :-)

userLTK
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6

Ignoriert die Unmöglichkeit, dass Jupiter Solar wird:

Angenommen, Jupiter wird in Bezug auf die Energieabgabe zu einem Duplikat der Sonne. Energie, die auf die Erde übertragen wird, folgt einem umgekehrten Quadratgesetz. Da der Jupiter bestenfalls viermal weiter von der Erde entfernt ist als die Sonne, wird der Jupiter der Erde höchstens 1/16 der Energie zuführen, die die Sonne mit einer Zunahme von etwas mehr als 6% liefert die meisten.

Im Vergleich dazu erhöht sich zwischen Aphel und Perihel die Entfernung zwischen Sonne und Erde von rund 147 Millionen Kilometern auf rund 152 Millionen Kilometer. Dies impliziert eine saisonale Änderung des Energieeinsatzes von ca. 7%, die wir jetzt jedes Jahr erleben ...

DJohnM
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Und ich bin mir ziemlich sicher, dass Luzifers Energieausstoß weitaus geringer war als der der Sonne, sodass der Anstieg sogar noch geringer ausfallen würde.

Keith Thompson

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Zwar ist dies eine gute Antwort ist , kann ich viel mehr besorgt darüber , wie die Änderung der Masse des Jupiters , da nun Umlaufbahnen der Planeten beeinflussen kann es ein binäres System sein kann

jean

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In Wirklichkeit hat Jupiter nicht annähernd genug Masse, um die Sternzündung auszulösen oder aufrechtzuerhalten, wenn wir es irgendwie in Gang setzen könnten.

Selbst der kleinste Stern würde das 80- bis 90-fache der Masse des Jupiters benötigen, um ein schwaches rotes Leuchten zu erzeugen.

Selbst um ein Protostern eines Braunen Zwergs zu werden, würde Jupiter eine Massenerhöhung in der Größenordnung von mindestens dem Zehnfachen erfordern.

Luzifer ist einfach nicht möglich, wenn Jupiter nicht mit etwas kollidiert, um die zusätzliche Masse bereitzustellen, die er benötigt, um herausragend zu werden, und selbst dann wäre es bestenfalls ein roter Zwerg und ziemlich schwach, wie ein glühender Nagel, der im Dunkeln leuchtet.

Aber man kann träumen.

:)

JayT
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2

Nur eine Korrektur: Ein Brauner Zwerg ist kein Protostern; es ist ein "gescheiterter Stern" - das heißt, es begann als Protostern, hatte aber einfach nicht die Masse, die nötig war, um die Hauptsequenz zu betreten. Ich hasse es, ein Trottel zu sein. +1 für eine gute, logische Erklärung.

HDE 226868

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Sonne-Erde-Abstand: 1AU
Erde-Jupiter-Abstand (an der Konjunktion): 4AU

So wird Luzifer viermal weiter als die Sonne sein, wenn es näher ist (sechsmal, wenn es am weitesten ist), und gleichzeitig ist es tausendmal kleiner . Dies ist ungefähr 40-mal mehr Licht als Vollmond, der sich an einem winzigen Punkt am Himmel konzentriert.

Bitten Sie
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Ich bin mir nicht sicher, ob dies die Frage beantwortet. Und @Envite, wie beweist Ihr Link etwas?

HDE 226868

@ HDE226868 Der Link ist die Referenz für die Massenbeziehung zwischen Sun und Jupiter

Envite

Richtig, @Envite, aber Masse und Größe hängen nicht unbedingt zusammen. Und Jupiter hat immer noch nicht annähernd genug Masse, um mit der Fusion zu beginnen.

HDE 226868

Schau, ich fühle, dass die ganze Übung sinnlos ist. Wenn sich Jupiter in einen Stern verwandeln würde - sogar in einen Roten Zwerg - hätten wir viele Probleme mit der Schwerkraft. Das Sonnensystem würde instabil werden und es besteht die Möglichkeit, dass einige der Planeten aus dem Sonnensystem herausgeschleudert würden. Wir können die Energieabgabe nicht berechnen, weil wir nur raten können, welche Art von Stern Jupiter werden würde, und wir können keine eindeutige Antwort finden. Es gibt Dutzende von Möglichkeiten; Keiner von ihnen hat mehr Verdienste als die anderen. Gibt das Buch an?

HDE 226868

1

@ HDE226868 Absolut falsch. Wir werden keine Probleme mit der Schwerkraft haben, wenn Jupiter "magisch" (wie vom OP ausgedrückt) zu einem Stern mit eigener Masse wird .

7.

Was wären die Auswirkungen auf die Erde, wenn Jupiter in einen Stern verwandelt würde?

Antworten: