在克拉克(Clarke)的2010年書中,巨石及其兄弟將木星變成了綽號為 Lucifer
的小恆星。忽略了現實,我們將來不會出現任何神奇的巨石,如果木星變成一顆恆星,對地球的影響會是什麼?
最遠和最遠的地方:
路西法的光能使地球的“背面”有多亮?
小恆星將在地球上產生多少熱量?
當我們在太陽後面盤旋時,我們實際上會睡幾天或幾個月?
當路西法和太陽都發光時,地球的太陽面會變亮多少?在地球的同一側?
在克拉克(Clarke)的2010年書中,巨石及其兄弟將木星變成了綽號為 Lucifer
的小恆星。忽略了現實,我們將來不會出現任何神奇的巨石,如果木星變成一顆恆星,對地球的影響會是什麼?
最遠和最遠的地方:
路西法的光能使地球的“背面”有多亮?
小恆星將在地球上產生多少熱量?
當我們在太陽後面盤旋時,我們實際上會睡幾天或幾個月?
當路西法和太陽都發光時,地球的太陽面會變亮多少?在地球的同一側?
在我開始之前,我承認我已經基於該問題的不可能性提出了批評。但是,我被說服了。我將嘗試根據與我認為已經使用的完全不同的公式進行計算;
讓我們想像一下,路西法成為主序星-實際上,我們稱其為低質量紅矮星。主序星遵循質量-光度關係:
$$ \ frac {L} {L_ \ odot} = \ left(\ frac {M} {M_ \ odot} \ right)^ a $ $
其中$ L $和$ M $是恆星的光度和質量,而$ L_ \ odot $和$ M_ \ odot $是太陽的光度和質量。對於具有$ M < 0.43M_ \ odot $的恆星,$ a $的值為2.3。現在我們可以將木星的質量($ 1.8986 \乘以10 ^ {27} $ kg),太陽的質量($ 1.98855 \乘以10 ^ {30} $ kg)和光度($ 3.846 \乘以10 ^ { 26} $瓦),我們得到
$$ \ frac {L} {3.846 \ times 10 ^ {26}} = \ left(\ frac {1.8986 \ times 10 ^ {27}} { 1.98855 \ times 10 ^ {30}} \ right)^ {2.3} $$
這變為$$ L = \ left(\ frac {1.8986 \ times 10 ^ {27}} {1.98855 \ times 10 ^ {30}} \ right)^ {2.3} \ times 3.846 \ times 10 ^ {26} $$
然後變為
$$ L = 4.35 \ times 10 ^ {19} $$瓦特。
現在,我們可以計算出從地球上看到的路西法的表觀亮度。為此,我們需要公式
$$ m = m_ \ odot-2.5 \ log \ left(\ frac {L} {L_ \ odot} \ left(\ frac {d_ \ odot} {d } \ right)^ 2 \ right)$$
其中$ m $是恆星的視在大小,$ m_ \ odot $是太陽的視在大小,$ d_ \ odot $是恆星的視在大小到太陽的距離,而$ d $是到恆星的距離。現在,$ m = -26.73 $,$ d(s)$為1(天文單位)。 $ d $有所不同。木星與太陽的距離約為5.2 AU,因此,在距地球最近的距離處,木星的距離約為4.2 AU。我們將這些數字插入公式,然後找到
$$ m = -6.25 $$
比太陽要亮得多。現在,當木星距離太陽最遠時,它約6.2 AU。我們將 that 插入公式中,然後找到
$$ m = -5.40 $$
,它仍然在變暗-儘管木星當然會被太陽完全遮擋。不過,為了找到距地球一定距離的木星的視星等,我們可以將上述公式更改為
$$ 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)$$
相比之下,月球可以有一個滿月時的平均視在強度為-12.74,比路西法要亮得多。當然,兩個天體的視星等都可以改變-例如,木星通過月球的過渡-但這是最佳值。
上述計算實際上並不能回答您大部分的情況問題,希望對您有所幫助。而且,如果我在某個地方犯了錯誤,請糾正我。 LaTeX絕不是我的母語,我可能會出錯。
我希望這會有所幫助。
編輯
路西法和太陽的總亮度取決於太陽光線和路西法光線的角度。還記得我們由於地球軸的傾斜而有不同的季節嗎?好吧,增加的熱量將與地球軸和路西法軸相對彼此的傾斜有關。我不能給你一個數值結果,但是我可以補充一點,我希望它不會比現在熱得多,因為我正在寫這篇文章!
第二次編輯
就像我在本頁某處的評論中所說的那樣,質量-光度關係實際上僅適用於主序星。如果路西法不在主要序列上。 。 。好吧,那我的計算都不對。
如果不可能的話,我認為這是一個有趣的問題。將木星變成一顆甚至遙不可及的恆星的唯一方法是增加其質量。忽略能量輸出非常有限的棕矮星,要使紅矮星繼續前進,您至少需要增加75-80左右的木星質量。 (超過24,000個地球質量)。您想添加一定比例的氫,但是一些岩石碎屑不會損害混合物。更大的引力(75-80倍)將顯著改變所有行星的軌道。精確地預測它是多麼困難,但是質量和行星軌道(當然是所有內部軌道)的質量將大大增加,並且可能會搖擺得多,並且某些行星可能會被完全拉出其軌道,可能會被拋出太陽系。
您可能會認為,靠近木星的行星受到的影響最大,但實際上與潮汐同步有更多的關係。 4個內行星中的任何一個都可以拉入新軌道。您還可能會看到與木星共鳴的地球軌道變長,也許會增加冰期/冰的融化週期。精確的答案很難,並且所有這些事情都不會在1個軌道上發生,但是隨著時間的推移肯定會發生。如果木星變成紅矮星,所有內部行星的軌道變化以及土星也將不可避免。想像一下,如果土星被拉近地球,進入火星和木星之間的軌道,或者水星被拉出地球。可能不會打敗我們,但我們可能要留意它。
http://en.wikipedia.org/wiki/Stability_of_the_Solar_System#Mercury.E2.80.93Jupiter_1 :1_resonance
要考慮的第二件事是磁場和太陽耀斑。恆星形成時,由於角動量守恆,年輕恆星傾向於非常快速地自旋,這會產生巨大的磁場和巨大的太陽耀斑,比我們從太陽得到的更大。奇怪的是,一個小小的紅矮星與我們的太陽距離是太陽的4倍,會產生太陽耀斑,但它是可能的。我不確定這是否需要大的角動量,但我們可以看到來自木星的太陽耀斑比來自太陽的太陽耀斑更大。
http:// en。上面已介紹了wikipedia.org/wiki/Flare_star
亮度,熱量和可見度,但我在此進行說明。 -6.25的亮度將是金星的5-6倍,並且您會在晚上看到它,在高峰黑暗中看不到金星,因此它比天空中的任何其他恆星/行星都亮得多,但亮度卻比比月光還亮,例如,您無法僅憑那顆星星的光來照亮您在月光下看到周圍事物的方式。但是當我計算這些數字時,我認為它會比這要亮得多。
光度的質量是3.5的冪-快速估計,因此,可以說紅矮星有80個木星。那是0.076太陽。 0.076 ^ 3.5 =大約1 / 8,000,所以最接近點(其平方)的距離是4.2倍,是明亮的1/8000倍,我們所看到的是太陽發出的光的1 / 140,000倍-並不是很多並且可能少於早期階段的數量,並且由於較小的恆星容易脫落,因此讓我們估算太陽的視在亮度1 / 200,000-1 / 300,000作為估算。這根本不足以加熱地球,但它仍然比滿月(一點點)明亮(一點點),滿月大約是太陽亮度的1 / 400,000。足夠的光線可以看到您的路線,但是我不想嘗試閱讀它。它也將是明顯帶紅色的光。
最終的大小-由於引力的作用,一顆具有80個木星質量的紅矮星實際上會比木星小一點,因此它會看起來像是行星-不是天空中的一點,而是幾乎一點,但是比滿月和紅色亮一些。白天看起來也足夠明亮。我認為不會很難看或不會傷到眼睛,但它會像遠處的紅色小手電一樣發光。
http://www.space.com /21420-smallest-star-size-red-dwarf.html
我認為我不喜歡木星。我們不打算這樣做。 :-)
忽略木星不可能進入太陽的可能性:
假設木星在能量輸出方面變成了太陽的複製品。傳輸到地球的能量遵循平方反比定律。由於木星距地球的距離最多是太陽的4倍,因此木星向地球提供的能量最多為太陽提供的能量的1/16,在此溫度下,木星的能量增加了6%以上。最。
相比之下,在頂峰和近日點之間,日地距離從約1.47億公里增加到約1.52億公里。這意味著我們現在每年都會經歷大約7%的季節性能源輸入變化...
實際上,木星沒有足夠的質量來引發恆星點火或維持恆星的恆星爆發。
即使最小的恆星也需要大約80至90的恆星。倍於木星的質量,只是發出了微弱的紅色光芒。
木星即使要成為棕色矮矮星,也需要將質量增加至少10倍左右。
除非木星與某種東西碰撞以提供恆星所需的額外質量,否則根本無法實現路西法,即使到那時,它充其量也將是一個紅色的矮人,而且非常微弱,就像熾熱的指甲發光
但是一個人可以做夢。
:)
所以路西法將比太陽更遠四倍當距離更近時(距離最遠時是其六倍),同時又比小一千倍。這是滿月集中在天空上一個小點的光的大約40倍。