(Nota: esta es una pregunta de seguimiento de mi pregunta anterior: se trasladaron a órbitas adicionales para protegerlas, ¿cuánto daño sufren la Tierra y la Luna cuando el Sol se expande? )
Gracias a la ingeniosa ingeniería estelar de un grupo de extraterrestres (ver más abajo), el Sol ha sido inducido a terminar su etapa de gigante roja antes de tiempo al convertirse en una subenana azul-blanca (tipo B). Estos tienen una esperanza de vida de menos de 200 millones de años, más otros 20-40 millones como una subenana de tipo O más azul, antes de enfriarse hacia la etapa de enana blanca.
Una de mis preguntas sobre Astronomy.SE señala que las estrellas sdB se originan a partir de estrellas de secuencia principal con masa en el rango . Ciertamente, nuestro Sol está en ese rango, ¡aunque estoy tratando de averiguar si los astrónomos conocen límites más estrechos!
Supongo que la subenana es una estrella bastante típica de ese tipo. masa entre y , temperatura de la superficie entre 27 000 y 36 000 K (no sé por qué las estrellas en el extremo superior de ese rango no se clasificaron como tipo O en lugar de B, pero existen), luminosidad , y la estrella está girando (aunque mientras escribo esto, no tengo un rango de valores de qué tan rápido consultar).
Mi pregunta:
¿Qué tan pronto después de que el Sol gigante rojo perdiera su envoltura de hidrógeno y se convirtiera en esta estrella, la Tierra dañada de mi pregunta anterior (que había sido movida a una órbita de 1.15 AU) tardaría en enfriarse lo suficiente como para que haya una vez más una corteza sólida? , con continentes sobre los que la gente puede caminar? (Probablemente usando ropa protectora).
Notas:
La ingeniería estelar implicó robar:
y estacionarlo lo suficientemente cerca del Sol de la secuencia principal para formar un binario. El núcleo del planeta sobrevivió a la inmersión, pero su presencia dentro de la estrella hizo que el Sol perdiera prematuramente su envoltura de hidrógeno, convirtiéndolo abruptamente de una gigante roja a una subenana B.
Esto es lo que se suponía que había sucedido con Kepler-70 (también conocido como KIC 05807616). Los exoplanetas eran los restos del núcleo o núcleos de los gigantes gaseosos Hot Jupiter involucrados. Aunque investigaciones más recientes han sugerido que, de hecho, es posible que no existan.
Estos no son los exploradores alienígenas de mi pregunta anterior, son otro grupo. Pero los exploradores se han dado cuenta de que "esta estrella no debería haber alcanzado la etapa de enana blanca tan pronto". y se están preparando para viajar en el tiempo y averiguar qué sucedió.
Tengo alguna información sobre cuánto tiempo tardó la Luna en solidificarse cuando se formó inicialmente, gracias a un artículo de 2011 . Según esto, el 80% del océano de magma de la Luna se solidificó en unos 1000 años, sin embargo, la corteza de plagioclasa que se había formado encima actuó como una "tapa conductora". Contrariamente a la intuición, esto ralentizó significativamente el resto del proceso de enfriamiento. El calentamiento de las mareas de la Tierra ralentizó el resto del proceso de manera aún más significativa, derritiendo porciones de la corteza y provocando nuevas erupciones. El tiempo total fue de aproximadamente 220 millones de años, pero habría sido solo de unos 10 millones sin los efectos de las mareas.
Los 220 millones aún pueden ser una subestimación: un artículo posterior de 2015 sugiere que pueden ser aproximadamente 300 millones.
En otra pregunta en este sitio, analizo la geología de la capa expuesta de la luna más pequeña. Puedes verlo en:
En resumen, la plagioclasa ahora se quema y no queda suficiente aluminio en los restos de la luna ricos en hierro para formar otra corteza de plagioclasa. A partir del artículo de 2011 , descubrimos que no hay otra forma de que la Luna forme una tapa conductora, por lo que el proceso de solidificación ahora debería ser más rápido que antes. No está claro cuánto más rápido, pero los documentos mencionados más un documento de 2010 y un documento de pago de 2008 sugieren que, incluso con los efectos de marea, debería ser unas pocas decenas de millones de años como máximo .
Fuentes:
Dorman, B., Rood, R. y O'Connell, R. (1993). Radiación ultravioleta de poblaciones estelares evolucionadas--I. Modelos. Preimpresión de arXiv astro-ph/9311022. Para una versión que incluye los diagramas pero no le permite seleccionar texto, consulte aquí .
Elkins-Tanton, LT (2008). Solidificación oceánica de magma vinculada y crecimiento atmosférico para la Tierra y Marte. Earth and Planetary Science Letters, 271(1-4), 181-191. Me temo que este es de pago.
Heber, U. (2009). Estrellas subenanas calientes. Revisión anual de Astronomía y Astrofísica, 47, 211-251. También hay toboganes .
Charpinet, S., Fontaine, G., Brassard, P., Green, EM, Van Grootel, V., Randall, SK, ... y Telting, JH (2011). Un sistema compacto de pequeños planetas alrededor de una antigua estrella gigante roja. Naturaleza, 480(7378), 496-499. Este es el documento que anunció el descubrimiento de los exoplanetas Kepler-70, antes de que la investigación en años posteriores proporcionara un fuerte argumento en contra y sugiriera que, de hecho, no existían. También revela que Kepler-70 ha sido una subenana B durante 18,4 millones de años hasta ahora.
Oso, E. y Soker, N. (2012). Un planeta masivo destruido por las mareas como el progenitor de los dos planetas ligeros alrededor de la estrella SDB KIC 05807616. The Astrophysical Journal Letters, 749(1), L14. Este es el que sugirió que los exoplanetas Kepler-70 podrían no ser los restos de dos gigantes gaseosos separados de Júpiter caliente, sino uno . La teoría es que el núcleo de ese planeta no sobrevivió por completo a la inmersión y se dividió en dos.
Schindler, JT, Green, EM y Arnett, WD (2015). Explorando modelos de evolución estelar de estrellas sdB usando MESA. The Astrophysical Journal, 806 (2), 178. Este es particularmente relevante para la cuestión de la vida útil de Subdwarf B.
Candidatos planetarios alrededor de la estrella sdB pulsante KIC 5807616 considerados dudosos. J. Krzesinski A&A, 581 (2015) A7 DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201526346 . Este es el que proporcionó evidencia de que las cosas que parecían indicar exoplanetas en 2011... probablemente no lo hicieron. Como alguien a quien le encanta la idea de los planetas que orbitan estrellas azules, ¡no tienes idea de lo decepcionado que me sentí al leer esto!
Heber, U. (2016). Estrellas Subluminosas Calientes. Preimpresión de arXiv.
Vale... no es una respuesta precisa, pero aquí va. Comenzaré discutiendo mi investigación sobre la solidificación de la Luna, ya que es relevante, especialmente porque la Luna tardó más en solidificarse que la Tierra originalmente. (Edité todo esto en la pregunta como información de apoyo). Luego pasaré de allí al caso de la Tierra.
Según un artículo de 2011 , el 80% del océano de magma de la Luna se solidificó en unos 1000 años. Sin embargo, después de este punto, la costra de plagioclasa que se había formado encima actuó como una "tapa conductora". Contrariamente a la intuición, esto ralentizó significativamente el resto del proceso de enfriamiento. El calentamiento de las mareas de la Tierra también ralentizó significativamente el resto del proceso, derritiendo porciones de la corteza y provocando nuevas erupciones.
El tiempo total estuvo en algún lugar aproximadamente en el rango de tiempo de 220 millones de años a 300 millones de años . Si los efectos de las mareas no estuvieran presentes pero la tapa conductora sí, solo habrían sido unos 10 millones de años . No tengo cifras para una situación en la que los efectos de las mareas están presentes pero no la tapa conductora.
En otra pregunta en este sitio, analizo la geología de la capa expuesta de la luna más pequeña. Puedes verlo en este enlace:
En resumen, la plagioclasa ahora se quema y no queda suficiente aluminio en los restos de la luna ricos en hierro para formar otra corteza de plagioclasa. A partir del artículo de 2011 , descubrimos que no hay otra forma de que la Luna forme una tapa conductora, por lo que el proceso de solidificación ahora debería ser más rápido que antes. Cuánto más rápido no está claro, pero los artículos mencionados más un artículo de 2010 y un artículo de pago de 2008 ("Solidificación oceánica de magma vinculada y crecimiento atmosférico para la Tierra y Marte") sugieren que incluso con los efectos de las mareas debería ser unas pocas decenas de millones de años como mucho .
Sin embargo, no me siento capaz de usar una palabra más fuerte que "sugerir".
Según un artículo de 2012 , no se espera que se formen estas tapas conductoras en la mayoría de los planetas. Además, un artículo de 2005 muestra en la Tabla 3 que el manto de la Tierra no tiene mucho aluminio para formar una tapa de plagioclasa de todos modos.
(Debo advertirle que la Tabla 3 de ese documento puede ser un poco difícil de entender: la publiqué en una página de discusión de Wikipedia porque pensé que contradecía algo en ese artículo, cuando en realidad no lo hizo).
Pasando de la Luna a la Tierra, ahora volvemos a nuestro artículo de 2008, "Solidificación oceánica de magma vinculada y crecimiento atmosférico para la Tierra y Marte". Este está detrás de un muro de pago, y si alguien tiene un enlace que no sea de pago, edítelo en esta respuesta. Es un artículo muy citado e interesante que creo que será de interés para varios constructores de mundos.
Tabla 3 de ese documento (¡Oh, tenemos muchas Tablas 3 aquí!), en un caso donde no hay inicial , da varios escenarios relacionados con la profundidad del océano de magma y la cantidad de en la atmósfera. Es importante destacar que algunos de estos casos cubren casos en los que no hay vapor de agua en la atmósfera o el océano de magma. La Tierra tarda más en solidificarse en estos casos, siendo el dióxido de carbono un gas de efecto invernadero más potente que el vapor de agua. Pero de todos modos, lo más que tarda la Tierra en alcanzar el 98% de solidificación en estos es de 5,3 millones de años. (Marte tarda 2,8 millones de años en condiciones similares).
Se dice que debería ser de al menos cinco millones, y como máximo un valor del orden de decenas de millones de años, para alcanzar condiciones "clementes" después de que eso suceda. El caso sin vapor de agua no fue uno de los pocos casos modelados con más profundidad que los demás, pero el documento parece referirse a todos los casos posibles cuando afirma esto, especialmente en abstracto al principio.
Con la tapa, el artículo de 2010 de Elkins-Tanton et al establece explícitamente que la Luna tardó más que la Tierra en resolidificarse, y que la tapa fue la razón. Ese lenguaje sugiere que sin la tapa, los efectos de las mareas no habrían ralentizado el enfriamiento de la Luna lo suficiente como para mantenerla fundida mucho más tiempo que la Tierra.
Como se ve en mis comentarios sobre la respuesta de Zeiss Ikon, el Sol azul más pequeño probablemente esté suministrando menos de un tercio del calor a la Tierra y la Luna que antes. Una subenana B típica con 1/5 del radio del Sol tiene 1/25 del área de la superficie. Son más calientes - el Sol tiene temperatura de la superficie, la estrella sdB más caliente que conozco tiene , y esa es una diferencia de temperatura de 6,237 veces, pero una vez que lo divides por 25, obtienes alrededor de 0,25. Ahora, he visto una afirmación sin respaldo de que las subdwafs de tipo O pueden llegar hasta los 100,000 K, pero incluso entonces el área de superficie reducida significa que todavía está suministrando menos calor a la Tierra que el Sol original. (Solo unas 0,693 veces más que antes). Eso también debería ayudar a que la Tierra se enfríe y se solidifique más rápido que la primera vez.
Al igual que el hecho de que no hay impacto de Theia o Bombardeo Pesado Tardío esta vez.
Finalmente, echamos otro vistazo al documento de 2012 que mencioné anteriormente. En la sección 5, el autor supone que la Tierra tardó aproximadamente 50 millones de años en enfriarse hasta alcanzar condiciones "clementes" (incluso sólidas) después del impacto de Theia. Sin embargo, no sé si existe un consenso científico sobre si la Tierra realmente se había solidificado antes de que la energía del impacto de Theia derritiera la corteza nuevamente. La Figura 7 da un tiempo de enfriamiento total de 55 millones de años, basándose en una caída de temperatura muy pronunciada en los últimos 5 millones. Sin embargo, creo que tendré que aumentar esto para la atmósfera sin vapor de agua, especialmente si una atmósfera de dióxido de carbono no es lo suficientemente convectiva.
De todos modos... en este punto, hay mucha evidencia de "del orden de decenas de millones de años" como la respuesta para la solidificación total, aunque no creo que esté probado de manera concluyente para este escenario en particular. Y para grandes cantidades de solidificación parcial pero un mundo demasiado caliente para que los humanos lo habiten sin protección, es aún menos, 5,3 millones de años como máximo, ¡quizás lo suficientemente sólido en solo 1000 años!
Así que mi respuesta es "del orden de unas pocas decenas de millones de años, probablemente un poco menos de 100 millones de años, pero aun así no estoy 100% seguro".
Fuentes:
Elkins-Tanton, LT (2008). Solidificación oceánica de magma vinculada y crecimiento atmosférico para la Tierra y Marte. Earth and Planetary Science Letters, 271(1-4), 181-191. Me temo que este es de pago.
Dado que el Sistema Solar interior ha sido limpiado bastante a fondo por la fase gigante roja hinchada de la senescencia del Sol, no podría haber un Bombardeo Pesado Tardío para volver a derretir la corteza inicial que comienza a formarse casi inmediatamente después de que se detiene el hundimiento que causa la fusión.
Cualquiera que sea la corteza primordial de la Tierra, fue anterior al evento de formación de la Luna. No tenemos el impacto de Theia para formar la Luna (en el proceso, completamente o casi completamente volviendo a fundir la Tierra), ni (actualmente en disputa) millones de años de bombardeo de asteroides; de hecho, me pregunto si la corteza existente se derretiría. completamente de unos pocos millones de años orbitando dentro de la envoltura exterior bastante enrarecida (aunque bastante caliente) del Sol. La datación de las rocas más antiguas conocidas tanto en la Tierra como en la Luna sugiere que la Tierra había comenzado a reformar una corteza menos de cien millones de años después del impacto de Theia, y dado que casi toda esa "segunda corteza" ha sido reciclada desde entonces por la erosión y subducción, esa cifra bien podría haber sido mucho más corta.
Con ese razonamiento, diría que debería haber una superficie sólida para aterrizar y caminar, como máximo, unos pocos millones de años después del colapso de la subenana inducida por el Sol (debido a la pequeña superficie radiante, la radiación del azul a una subenana azul-blanca sería trivial en comparación con el efecto de enfriamiento de la superficie del magma que se irradia al espacio). Los flujos de magma fresco forman una costra que soporta el peso en días o semanas, aunque esa superficie todavía está lo suficientemente caliente como para derretir las suelas de las botas durante muchas veces ese lapso. El calor mucho más profundo debajo de la superficie de una corteza completamente derretida extendería esa cifra significativamente, pero la roca no es un buen conductor de calor, por lo que todavía hay rocas lo suficientemente calientes como para hervir el agua cientos de miles de años después de la más reciente. erupción en Yellowstone.
Es mejor usar botas de traje de vacío con gran aislamiento; el suelo estará casi tan caliente como la corteza en un flujo de magma fresco. También tenga cuidado con el lugar donde aterriza, ya que puede haber puntos delgados en la corteza que no son capaces de soportar una nave estelar o un módulo de aterrizaje pesado, y la deriva de la placa puede ser visible localmente en tiempo real.
Estrella de mar principal
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morris el gato
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