¿Cuáles serían los efectos en la Tierra si Júpiter se convirtiera en una estrella?

Antes de comenzar, admitiré que he criticado la pregunta por su improbabilidad; sin embargo, me han convencido de lo contrario. Voy a intentar hacer los cálculos en base a fórmulas completamente diferentes a las que creo que se han utilizado; Espero que te quedes conmigo mientras lo soluciono.

Imaginemos que Lucifer se convierte en una estrella de secuencia principal; de hecho, llamémosla una enana roja de baja masa. Las estrellas de la secuencia principal siguen la relación masa-luminosidad:

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

Dónde$L$y$M$son la luminosidad y la masa de la estrella, y$L_\odot$y$M_\odot$y la luminosidad y masa del Sol. Para estrellas con$M < 0.43M_\odot$,$a$toma el valor de 2.3. Ahora podemos sustituir la masa de Júpiter ($1.8986 \times 10 ^{27}$kg) en la fórmula, así como la masa del Sol ($1.98855 \times 10 ^ {30}$kg) y luminosidad ($3.846 \times 10 ^ {26}$vatios), y obtenemos

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

esto se convierte

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

que luego se convierte

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

Ahora podemos calcular el brillo aparente de Lucifer, visto desde la Tierra. Para eso, necesitamos la fórmula.

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

dónde$m$es la magnitud aparente de la estrella,$m_\odot$es la magnitud aparente del Sol,$d_\odot$es la distancia al Sol, y$d$es la distancia a la estrella. Ahora,$m = -26.73$y$d(s)$es 1 (en unidades astronómicas).$d$varía Júpiter está a unas 5,2 AU del Sol, por lo que en su distancia más cercana a la Tierra, estaría a unas 4,2 AU de distancia. Reemplazamos estos números en la fórmula y encontramos

$$m = -6.25$$

que es mucho menos brillante que el Sol. Ahora, cuando Júpiter está más alejado del Sol, está a unas 6,2 UA de distancia. Reemplazamos eso en la fórmula y encontramos

$$m = -5.40$$

que es aún más tenue, aunque, por supuesto, Júpiter estaría completamente bloqueado por el Sol. Aún así, para encontrar la magnitud aparente de Júpiter a cierta distancia de la Tierra, podemos cambiar la fórmula anterior a

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

En comparación, la Luna puede tener una magnitud aparente promedio de -12,74 en luna llena, mucho más brillante que Lucifer. La magnitud aparente de ambos cuerpos puede, por supuesto, cambiar (Júpiter por los tránsitos de su luna, por ejemplo), pero estos son los valores óptimos.

Si bien los cálculos anteriores realmente no responden la mayor parte de su pregunta, espero que ayude un poco. Y por favor, corrígeme si cometí un error en alguna parte. LaTeX no es de ninguna manera mi idioma nativo, y podría haberme equivocado en algo.

Espero que esto ayude.

Editar

El brillo combinado de Lucifer y el Sol dependería del ángulo de los rayos del Sol y los rayos de Lucifer. ¿Recuerdas cómo tenemos diferentes estaciones debido a la inclinación del eje de la Tierra? Bueno, el calor agregado tendría que ver con la inclinación de los ejes de la Tierra y Lucifer entre sí. No puedo darte un resultado numérico, pero puedo agregar que espero que no haga mucho más calor que ahora, ¡mientras escribo esto!

Segunda edición

Como dije en un comentario en alguna parte de esta página, la relación masa-luminosidad realmente solo funciona para las estrellas de la secuencia principal. Si Lucifer no estuviera en la secuencia principal. . . Bueno, entonces ninguno de mis cálculos sería correcto.

Creo que es una pregunta divertida, si imposible. La única forma de convertir a Júpiter en una estrella que es remotamente práctica es aumentar su masa. Ignorando las enanas marrones que tienen una producción de energía muy limitada, para poner en marcha una enana roja, necesitaría agregar al menos 75-80 o más masas de Júpiter. (un poco más de 24.000 masas terrestres). Querrás agregar un buen porcentaje de hidrógeno, pero algunos escombros rocosos no dañarían la mezcla.

De todos modos, suponiendo que se haga lo imposible, hay varias cosas a considerar. La mayor gravedad (75-80 veces) alteraría significativamente todas las órbitas de los planetas. Predecir exactamente cómo es difícil, pero mucha más masa y las órbitas de los planetas, ciertamente todos los internos, se tambalearían mucho más y algunos podrían ser sacados completamente de su órbita, probablemente arrojados fuera del sistema solar.

Se podría pensar que los planetas más cercanos a Júpiter serían los más afectados, pero en realidad tiene más que ver con la sincronización de las mareas que con cualquier otra cosa. Cualquiera de los 4 planetas interiores podría ser arrastrado a una nueva órbita. También es probable que veas la órbita de la Tierra alargarse en resonancia con Júpiter, tal vez aumentando el ciclo de la edad de hielo/derretimiento del hielo. Las respuestas precisas son difíciles, y ninguna de estas cosas sucedería en 1 órbita, pero con el tiempo, ciertamente. Los cambios orbitales en todos los planetas interiores y quizás también en Saturno serían inevitables si Júpiter se convierte en una enana roja. Imagínese si Saturno se acercara más a la Tierra, en una órbita entre Marte y Júpiter, o si Mercurio se alejara más allá de la Tierra. Lo más probable es que no nos golpee, pero es posible que queramos vigilarlo.

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

La segunda cosa a considerar es el magnetismo y las erupciones solares. Las estrellas jóvenes tienden a girar muy rápido debido a la conservación del momento angular cuando se forman las estrellas y esto crea enormes campos magnéticos y enormes erupciones solares, mucho más grandes que las que recibimos del sol. Es extraño pensar que una pequeña enana roja, 4 veces más lejos de nuestro sol que el sol, crearía erupciones solares de las que preocuparse, pero es posible. No estoy seguro de si se necesitaría un gran momento angular para que esto suceda, pero podríamos ver erupciones solares más grandes desde la estrella Júpiter que desde el sol.

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

El brillo, el calor y la visibilidad se cubrieron arriba, pero me referiré a eso. El brillo de -6.25 sería de 5 a 6 veces más brillante que Venus y lo verías de noche. Venus no se ve en la oscuridad máxima, por lo que sería significativamente más brillante que cualquier otra estrella/planeta en el cielo, pero significativamente menos. brillante que la luna, no podrías seguir tu camino con solo la luz de esa estrella de la forma en que puedes ver las cosas a tu alrededor a la luz de la luna. Pero cuando analizo los números, creo que sería un poco más brillante que eso.

Masa a luminosidad es a la potencia de 3.5 - estimación rápida, entonces, digamos que la enana roja tiene una masa de 80 Júpiter. Eso es 0.076 soles. 0,076 ^ 3,5 = aproximadamente 1/8000, por lo que 4,2 veces más lejos en el punto más cercano (cuadrado de eso), 1/8000 de brillo, estamos viendo 1/140 000 veces la luz que recibimos del sol, no mucho y probablemente menos que eso en sus primeras etapas y debido a que las estrellas más pequeñas tienden a caerse, entonces estimemos 1/200,000 - 1/300,000 el brillo aparente del sol como una estimación aproximada. Eso no es suficiente para calentar la tierra en absoluto, pero aún es más brillante (un poco) que la luna llena, que es aproximadamente 1/400,000 del brillo del sol. sería suficiente luz para ver tu camino, pero no me gustaría tratar de leer por ella. También sería una luz claramente rojiza. No es la luz blanca que tenemos

Finalmente, el tamaño: una estrella enana roja de 80 masas de Júpiter en realidad sería un poco más pequeña que Júpiter debido a la gravitación, por lo que parecería un planeta, no un punto en el cielo, pero casi un punto, pero un poco más brillante que el luna llena y rojo. Es probable que también sea lo suficientemente brillante como para verlo durante el día. No creo que sea difícil mirarlo o lastimarte los ojos, pero brillaría como una pequeña linterna roja brillante en la distancia.

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

No creo que me guste la estrella-Júpiter. No planeemos hacer esto. :-)

Ignorando la imposibilidad de que Júpiter se vuelva solar:

Suponga que Júpiter se convierte en un duplicado del Sol en términos de producción de energía. La energía transmitida a la tierra sigue una ley del cuadrado inverso. Dado que Júpiter está, en el mejor de los casos, 4 veces más lejos de la Tierra que el Sol, Júpiter suministrará a la Tierra, como máximo, 1/16 de la energía que suministra el Sol, con un aumento de algo más del 6%, al el más.

En comparación, entre el afelio y el perihelio, la distancia Sol-Tierra aumenta de alrededor de 147 millones de kilómetros a alrededor de 152 millones de kilómetros. Esto implica un cambio de entrada de energía estacional de alrededor del 7%, que experimentamos ahora cada año...

En realidad, Júpiter no tiene suficiente masa para iniciar la ignición estelar o sostenerla si de alguna manera pudiéramos ponerla en marcha.

Incluso la estrella más pequeña requeriría del orden de unas 80 a 90 veces la masa de Júpiter solo para emitir un tenue brillo rojo.

Incluso para convertirse en una protoestrella enana marrón, Júpiter requeriría un aumento de masa del orden de al menos 10 veces más o menos.

Lucifer simplemente no es posible a menos que Júpiter colisione con algo que proporcione la masa adicional que necesita para volverse estelar e incluso entonces, sería una enana roja en el mejor de los casos y bastante débil, como un clavo al rojo vivo que brilla en la oscuridad.

Pero uno puede soñar.

:)

1. Distancia Sol-Tierra: 1AU
2. Distancia Tierra-Júpiter (en la conjunción): 4AU

Así que Lucifer estará cuatro veces más lejos que el Sol cuando esté más cerca (seis veces cuando esté más lejos), y al mismo tiempo será mil veces más pequeño . Esto es aproximadamente 40 veces más luz que la luna llena concentrada en un pequeño punto del cielo.