Apa dampaknya di Bumi jika Jupiter diubah menjadi bintang?


19

Dalam buku Clarke 2010, monolit dan saudara-saudaranya mengubah Jupiter menjadi julukan bintang kecil Lucifer. Mengabaikan kenyataan bahwa kita tidak akan memiliki monolit magis yang muncul di masa depan kita, apa dampaknya di Bumi jika Jupiter diubah menjadi bintang?

Paling dekat dan terjauh:

Seberapa terang "sisi belakang" bumi dengan cahaya dari Lucifer?

Berapa banyak panas yang dihasilkan bintang kecil di bumi?

Berapa hari atau bulan kita benar-benar memiliki malam ketika kita berputar-putar di belakang matahari?

Seberapa jauh lebih terang dari sisi matahari bumi ketika Lucifer dan matahari sama-sama bersinar di sisi yang sama dari planet ini?


6
Meskipun ini adalah pertanyaan yang menarik, saya tidak tahu apakah ada cara yang tepat untuk menjawabnya. Massa Yupiter jauh lebih kecil daripada massa katai coklat terkecil, juga dijuluki "bintang gagal". Katai coklat tidak memiliki cukup massa untuk mempertahankan fusi hidrogen, dan tidak memancarkan banyak cahaya. Saya tidak berpikir bahwa Anda dapat melakukan perhitungan untuk skenario bintang Jupiter secara realistis, karena ketidakmungkinannya memulai fusi hidrogen. Tetap saja, ini ide yang menarik.
HDE 226868

Oke, saya mengalah. +1 untuk ide yang menarik.
HDE 226868

Orang yang mencari pendapat ahli fisika yang baik tentang itu, lihat di sini . Catatan: ī? jangan mengiklankan situs itu secara keseluruhan, hanya posting khusus ini.
Incnis Mrsi

1
Jupiter dapat terbakar seterang yang Anda inginkan tergantung pada seberapa banyak massa yang Anda tambahkan padanya. Jika Anda entah bagaimana meletakkan inti yang sangat masif di pusat Jupiter, massa total sistem akan menentukan berapa banyak fusi dapat terjadi. Itu mungkin dapat berkisar dari supernova jika Anda memasukkan bintang neutron tepat di bawah batas Chandrasekhar ke dalam katai merah yang sangat lemah jika Anda hanya menambahkan massa yang cukup untuk memulai fusi.
ACAC

Bagaimana Anda tahu kami tidak akan memiliki monolit "magis" yang muncul di masa depan? Ini sama baiknya dengan skenario kontak pertama.
Jack R. Woods

Jawaban:


13

Sebelum saya mulai, saya akan mengakui bahwa saya telah mengkritik pertanyaan berdasarkan ketidakmungkinannya; Namun, saya sudah dibujuk sebaliknya. Saya akan mencoba melakukan perhitungan berdasarkan formula yang sama sekali berbeda dari yang saya pikir telah digunakan; Saya harap Anda akan tinggal bersama saya saat saya menyelesaikannya.

Mari kita bayangkan bahwa Lucifer menjadi bintang urutan utama - pada kenyataannya, sebut saja itu katai merah massa rendah. Bintang-bintang urutan utama mengikuti hubungan massa-luminositas:

LL=(MM)a

Di mana dan M adalah luminositas dan massa bintang, dan L dan M serta luminositas dan massa Matahari. Untuk bintang dengan M < 0,43 M , a mengambil nilai 2,3. Sekarang kita dapat memasukkan massa Jupiter ( 1,8986 × 10 27 kg) ke dalam formula, serta massa Matahari ( 1,98855 × 10 30 kg) dan luminositas ( 3,846 × 10 26 watt), dan kami mendapatkanLMLMM<0.43Ma1.8986×10271.98855×10303.846×1026

L3.846×1026=(1.8986×10271.98855×1030)2.3

Ini menjadi

L=(1.8986×10271.98855×1030)2.3×3.846×1026

yang kemudian menjadi

watt.

L=4.35×1019

Sekarang kita dapat mengetahui kecerahan jelas Lucifer, seperti yang terlihat dari Bumi. Untuk itu, kita perlu formula

m=m?2.5log?(LL(dd)2)

di mana adalah magnitudo bintang, m adalah magnitudo Matahari, d adalah jarak ke Matahari, dan d adalah jarak ke bintang. Sekarang, m = - 26,73 dan d ( s ) adalah 1 (dalam satuan astronomi). d bervariasi. Jupiter berjarak sekitar 5,2 AU dari Matahari, jadi pada jarak terdekatnya ke Bumi, jaraknya ~ 4,2 AU. Kami pasang angka-angka ini ke dalam rumus, dan temukanmmddm=?26.73d(s)d

m=?6.25

yang jauh lebih terang dari Matahari. Sekarang, ketika Jupiter berada paling jauh dari Matahari, jaraknya ~ 6,2 AU. Kami tancapkan itu ke dalam formula, dan temukan

m=?5.40

yang masih redup - meskipun, tentu saja, Jupiter akan sepenuhnya diblokir oleh Matahari. Namun, untuk menemukan besarnya Yupiter yang agak jauh dari Bumi, kita dapat mengubah rumus di atas menjadi

m=?26.73?2.5log?(4.35×10193.846×10626(1d)2)

Sebagai perbandingan, Bulan dapat memiliki magnitudo tampak rata-rata -12,74 pada bulan purnama - jauh lebih terang dari Lucifer. Magnitudo yang tampak dari kedua benda dapat, tentu saja, berubah - Jupiter dengan transit bulannya, misalnya - tetapi ini adalah nilai-nilai optimal.

Meskipun perhitungan di atas benar-benar tidak menjawab sebagian besar pertanyaan Anda, saya harap ini sedikit membantu. Dan tolong, koreksi saya jika saya membuat kesalahan di suatu tempat. LaTeX sama sekali bukan bahasa ibu saya, dan saya bisa saja mendapatkan kesalahan.

Saya harap ini membantu.

Edit

Kecerahan gabungan antara Lucifer dan Matahari akan bergantung pada sudut sinar Matahari dan sinar Lucifer. Ingat bagaimana kita memiliki musim yang berbeda karena kemiringan sumbu Bumi? Nah, panas yang ditambahkan harus berkaitan dengan kemiringan sumbu Bumi dan Lucifer relatif satu sama lain. Saya tidak bisa memberi Anda hasil numerik, tetapi saya dapat menambahkan bahwa saya berharap ini tidak akan jauh lebih panas daripada sekarang, karena saya sedang menulis ini!

Edit kedua

Seperti saya katakan dalam komentar di suatu tempat di halaman ini, hubungan luminositas massa benar-benar hanya berfungsi untuk bintang urutan utama. Jika Lucifer tidak berada di urutan utama. . . Nah, maka tidak ada perhitungan saya akan benar.


Itu jawaban yang menarik! Kedengarannya seperti pemikiran akan ada efek yang sangat kecil dalam hal cahaya atau suhu ekstra.
Maelish

Sebagai jawaban atas suntingan yang Anda buat untuk komentar Anda: Yap. Bukan perbedaan besar. Setidaknya, bukan di Bumi. Tindak lanjut yang menarik adalah untuk melihat apakah memang bisa menyebabkan kondisi di Europa berubah demi kehidupan.
HDE 226868

@HDE 226868 Hanya untuk bersenang-senang, apakah Anda berpikir lagi tentang apa yang diperlukan untuk membuat Europa layak huni bagi para alien (saya tahu, itu tergantung pada alien). Jelas Jupiter tidak bisa "terlalu panas". Saya suka AC Clarke, tetapi dia kadang-kadang perlu mengabaikan ilmu demi kisah itu (mis. Manusia tidak akan bertahan hidup di orbit Jupiter karena medan magnet).
Jack R. Woods

7

Saya pikir itu pertanyaan yang menyenangkan, jika tidak mungkin. Satu-satunya cara untuk mengubah Jupiter menjadi bintang yang bahkan praktis jauh adalah dengan menambah massa itu. Mengabaikan katai coklat yang sangat terbatas dalam output energi, untuk membuat katai merah berjalan, Anda harus menambahkan setidaknya 75-80 atau lebih massa Jupiter. (sedikit lebih dari 24.000 massa bumi). Anda ingin menambahkan persentase hidrogen yang adil, tetapi beberapa puing berbatu tidak akan merusak campuran ini.

Ngomong-ngomong, dengan asumsi hal yang mustahil dilakukan, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan. Gravitasi yang lebih besar (75-80 kali) akan secara signifikan mengubah semua orbit planet. Memprediksi dengan pasti seberapa sulitnya, tetapi massa yang jauh lebih banyak dan orbit planet-planet, tentu saja semua yang di dalam, akan goyah lebih banyak dan beberapa mungkin akan ditarik keluar sepenuhnya dari orbitnya, kemungkinan terlempar keluar dari tata surya.

Anda mungkin berpikir bahwa planet-planet yang lebih dekat ke Yupiter akan menjadi yang paling terpengaruh, tetapi sebenarnya lebih berkaitan dengan sinkronisasi pasang surut daripada yang lainnya. Salah satu dari 4 planet bagian dalam dapat diseret ke orbit baru. Anda juga mungkin akan melihat orbit bumi memanjang dalam resonansi dengan Jupiter mungkin meningkatkan siklus zaman es / pencairan es. Jawaban yang tepat sulit, dan tidak satu pun dari hal-hal ini akan terjadi lebih dari 1 orbit, tetapi seiring waktu, tentu saja. Orbital berubah ke semua planet bagian dalam dan mungkin Saturnus juga tidak akan terhindarkan jika Jupiter menjadi kerdil merah. Bayangkan jika Saturnus ditarik lebih dekat ke bumi, ke orbit antara Mars dan Jupiter, atau Merkurius ditarik melewati bumi. Kemungkinan itu tidak akan mengenai kita, tetapi kita mungkin ingin mengawasinya.

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

2 hal yang perlu dipertimbangkan adalah magnetisme dan solar flare. Bintang-bintang muda cenderung berputar sangat cepat karena kekekalan momentum sudut ketika bintang-bintang terbentuk dan ini menciptakan medan magnet yang sangat besar dan semburan matahari yang besar, jauh lebih besar daripada yang kita dapatkan dari matahari. Sungguh aneh untuk berpikir bahwa kerdil merah kecil, 4 kali lebih jauh dari matahari kita daripada matahari akan membuat suar matahari untuk dikhawatirkan tetapi itu mungkin. Apakah ini membutuhkan momentum sudut tinggi untuk ini terjadi, saya tidak yakin, tetapi kita bisa melihat jilatan api matahari yang lebih besar dari bintang-Jupiter daripada dari matahari.

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

Kecerahan, panas, dan visibilitas tercakup di atas, tetapi saya akan menyentuh itu. Kecerahan -6,25 akan menjadi 5-6 kali lebih terang dari Venus dan Anda akan melihatnya di malam hari, Venus tidak terlihat dalam kegelapan puncak, jadi itu akan secara signifikan lebih terang daripada bintang / planet lain di langit, tetapi secara signifikan kurang terang daripada bulan, seperti, Anda tidak bisa membuat jalan hanya dengan cahaya bintang itu cara Anda bisa melihat hal-hal di sekitar Anda dalam cahaya bulan. Tetapi ketika saya menjalankan angka, saya pikir itu akan sedikit lebih terang dari itu.

Massa ke Luminositas adalah kekuatan perkiraan 3,5 - cepat, jadi, katakanlah kurcaci merah memiliki massa 80 Jupiters. Itu 0,076 Suns. 0,076 ^ 3,5 = sekitar 1 / 8.000, jadi 4,2 kali jauh di titik terdekat (kuadrat itu), 1/8000 sebagai terang, kita melihat 1 / 140.000 kali cahaya yang kita dapatkan dari matahari - tidak terlalu banyak dan kemungkinan kurang dari itu pada tahap awal dan karena bintang-bintang yang lebih kecil cenderung jatuh, jadi mari kita memperkirakan 1 / 200.000 - 1 / 300.000 kecerahan jelas dari matahari sebagai perkiraan rata-rata. Itu tidak cukup untuk memanaskan bumi sama sekali, tapi itu masih lebih terang, (sedikit) dari bulan purnama yang sekitar 1 / 400.000 kecerahan matahari. akan cukup ringan untuk melihat jalan sekitar Anda, tetapi saya tidak ingin mencoba membacanya. Itu juga akan menjadi cahaya kemerahan yang jelas.

Ukuran akhirnya - bintang kerdil merah yang terdiri dari 80 massa Jupiter sebenarnya akan sedikit lebih kecil dari Jupiter karena gravitasi sehingga akan tampak seperti planet - bukan titik di langit, tetapi hampir satu titik, tetapi sedikit lebih terang daripada bulan purnama dan merah. Itu mungkin cukup cerah untuk dilihat di siang hari juga. Saya tidak berpikir itu akan sulit untuk melihat atau menyakiti mata Anda, tetapi itu akan bersinar seperti senter merah terang kecil di kejauhan.

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

Saya tidak berpikir saya suka bintang-Jupiter. Mari kita tidak berencana melakukan ini. :-)


6

Mengabaikan ketidakmungkinan Jupiter menjadi surya:

Asumsikan bahwa Jupiter berubah menjadi duplikat Matahari dalam hal output energi. Energi yang ditransmisikan ke bumi mengikuti hukum kuadrat terbalik. Karena Jupiter, paling banyak, 4 kali lebih jauh dari Bumi daripada Matahari, Jupiter akan memasok Bumi dengan, paling banyak, 1/16 energi yang disuplai Matahari, dengan peningkatan sedikit lebih dari 6%, di paling.

Sebagai perbandingan, antara aphelion dan perihelion, jarak Matahari-Bumi meningkat dari sekitar 147 juta kilometer menjadi sekitar 152 juta kilometer. Ini menyiratkan perubahan input energi musiman sekitar 7%, yang kami alami sekarang setiap tahun ...


Dan saya cukup yakin bahwa output energi Lucifer jauh lebih sedikit daripada Matahari, jadi peningkatannya akan lebih kecil.
Keith Thompson

1
Walaupun ini adalah jawaban yang bagus, saya bisa lebih peduli tentang bagaimana perubahan dalam massa jupiter dapat mempengaruhi orbit planet karena sekarang ini bisa menjadi sistem biner
jean

5

Pada kenyataannya, Jupiter tidak memiliki massa yang cukup untuk memulai penyalaan bintang atau mempertahankannya jika kita bisa memulainya.

Bahkan bintang terkecil akan membutuhkan sekitar 80 hingga 90 kali massa Jupiter hanya untuk memancarkan cahaya merah redup.

Bahkan untuk menjadi proto-bintang katai coklat, Jupiter akan membutuhkan peningkatan massa pada urutan setidaknya 10 kali lipat.

Lucifer sama sekali tidak mungkin kecuali Jupiter bertabrakan dengan sesuatu untuk memberikan massa ekstra yang dibutuhkannya untuk menjadi bintang dan bahkan pada saat itu, itu akan menjadi katai merah terbaik dan cukup redup, seperti paku merah-panas yang bersinar dalam gelap.

Tapi seseorang bisa bermimpi.

:)


2
Hanya koreksi yang harus dilakukan: kurcaci cokelat bukan bintang proto; itu adalah "bintang gagal" - yaitu, itu dimulai sebagai bintang-proto tetapi sama sekali tidak memiliki massa yang diperlukan untuk memasuki urutan utama. Tapi aku benci menjadi pemetik nit. +1 untuk penjelasan yang baik dan logis.
HDE 226868

3
  1. Jarak Matahari-Bumi: 1AU
  2. Jarak Bumi-Jupiter (pada konjungsi): 4AU

Jadi Lucifer akan empat kali lebih jauh dari Matahari ketika lebih dekat (enam kali ketika paling jauh), dan pada saat yang sama itu seribu kali lebih kecil . Ini kira-kira 40 kali lebih banyak cahaya daripada bulan purnama yang terkonsentrasi di titik kecil di langit.


Saya tidak yakin ini menjawab pertanyaan. Dan @Evvite, bagaimana tautan Anda membuktikan sesuatu?
HDE 226868

@ HDE226868 Tautan ini adalah referensi untuk hubungan massa antara Sun dan Jupiter
Envite

Benar, @Envite, tetapi massa dan ukuran tidak selalu berkorelasi. Dan Jupiter masih belum memiliki massa yang cukup dekat untuk memulai fusi.
HDE 226868

Dengar, aku merasa seluruh latihan itu sia-sia. Jika Jupiter berubah menjadi bintang - bahkan katai merah - kita akan memiliki banyak masalah dengan gravitasi. Tata surya akan menjadi tidak stabil, dan ada kemungkinan bahwa beberapa planet akan terlempar keluar dari tata surya. Kami tidak dapat menghitung output energi karena kami hanya bisa menebak seperti apa jadinya bintang Jupiter, dan kami tidak dapat menemukan jawaban yang pasti. Ada puluhan kemungkinan; tidak satu pun dari mereka yang memiliki kelebihan lebih dari yang lain. Apakah buku itu menentukan?
HDE 226868

1
@ HDE226868 Jelas Salah. Kami tidak akan memiliki masalah dengan gravitasi jika Jupiter "ajaib" (seperti yang diungkapkan oleh OP) menjadi bintang dengan massa sendiri .
Envite
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.
Judi bola <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>|