Apa dampaknya di Bumi jika Jupiter diubah menjadi bintang?

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?

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:

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

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 mendapatkan$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}$

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

Ini menjadi

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

yang kemudian menjadi

watt.

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

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

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

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 temukan$m$$m_\odot$$d_\odot$$d$$m = -26.73$$d(s)$$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

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

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.

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. :-)

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 ...

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.

:)

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.