Si el sol se convirtiera en supernova, ¿cuánto tiempo tendría la Tierra antes de consumirse? [cerrado]

Usando la regla general de los físicos de que "por más grandes que creas que son las supernovas, son más grandes que eso".

Una supernova detonada a 1 UA de ti es$9$órdenes de magnitud más brillante que una bomba de hidrógeno detonada contra su globo ocular.

Aquí hay un buen video de una explosión de supernova Tipo 1a.

¿Por qué esperar?
La destrucción de la Tierra no necesita esperar a la "explosión física". Solo la radiación electromagnética de la supernova hará el trabajo cómodamente.

Cuánto tiempo tenemos?
Desde el intercambio de pila de física, encuentro:

• Una supernova entrega$2.0 \times 10^{16}\ \mathrm{\frac {J}{s\cdot m^2}}$al 1 au
• El radio de la Tierra es ~$6.375 \times 10^6\ \mathrm m$por lo que su sección transversal ~$1.3 \times 10^{14}\ \mathrm m^2$.
• La Tierra intercepta$1.3 \times 10^{14} \mathrm{m^2 \times 2.0 \times 10^{16}\ \frac {J}{s\cdot m^2} = 2.55 \times 10^{30} \frac {J}{s} }$de energía
• Se necesita$1.2 \times 10^7 \mathrm{\ \frac {J}{kg}}$para vaporizar roca de silicato.
• la masa de la tierra es$6.5 \times 10^{24}\ \mathrm{kg}$
• La energía para vaporizar la Tierra es$\mathrm{6.5 \times 10^{24}\ kg \times 1.2 \times 10^7\ \frac {J}{kg} = 7.8 \times 10^{31}\ J }$
• El tiempo que tarda en vaporizarse la Tierra es$\mathrm{\frac {7.8 \times 10^{31}\ J}{2.55 \times 10^{30}\ \frac {J}{s}} = 30 s }$

30 segundos desde que el frente de radiación llega a la Tierra hasta que la Tierra ha absorbido suficiente energía para vaporizarse.

¿Cuánto tiempo, en realidad?
En respuesta a algunos comentarios, desenterré un poco de investigación de "What If". Incluso si estuviera en el lado de la Tierra más alejado de la explosión, no obtendría los 30 s adicionales (o más) que tardó la supernova en vaporizarse y dispersarse en la Tierra. Resulta que a 1 UA, la supernova emite una dosis letal de neutrinos y la Tierra no brinda protección.

Dado que los neutrinos viajan a >0,999976c, realmente solo obtiene menos de 0,012 segundos antes de recibir una dosis letal. Calculo la dosis en ~23 grises de radiación. Que en esta tabla indica lo siguiente:

Se producirá desorientación y coma inmediatos, el inicio es de segundos a minutos.

Pronóstico: Muerte segura

Pero el frente de neutrinos NO posee suficiente energía para destruir la Tierra, solo la suficiente para esterilizarla.

¿Qué tipo de supernova? Hay varios:

Tipo Ia

Una enana blanca es un tipo de estrella compacta compuesta de materia degenerada de electrones y es el punto final en la evolución de la mayoría de las estrellas del universo (incluido el Sol). No se produce fusión en una enana blanca: su luminosidad proviene enteramente de la energía térmica almacenada.

Si es grande ($1.3-1.4~M_\odot$) la enana blanca ocurre en un sistema binario y acumula materia de su compañera, eventualmente puede volverse lo suficientemente pesada como para comenzar la fusión de carbono y oxígeno. La extrema densidad de la estrella significa que el 'frente de llamas' de fusión tarda un poco más de un segundo en propagarse a través de la estrella, liberando una gran cantidad de energía al hacerlo: suficiente para desvincular la estrella, lo que da como resultado una supernova.

La masa a la que se produce una supernova de tipo Ia es prácticamente invariable. Esto hace que las supernovas de tipo Ia sean útiles como velas estándar , y también significa que podemos citar estadísticas (relativamente) precisas sobre sus productos:

• Eyecta:$1.4~M_\odot~@~6\%~c$
• Liberación de energía:$<2\cdot 10^{44}~\text{J}$
• Luminosidad:$\approx 5\cdot 10^{9}~L_\odot$

Entonces, si la Tierra de alguna manera se mantuvo hasta después de la fase de gigante roja del Sol, y la masa del Sol aumentó alrededor del 40%, la eyección tomaría alrededor de:

para alcanzarnos. La supernova no alcanza su luminosidad total inmediatamente, ya que la mayor parte de su energía queda atrapada dentro de las capas exteriores densas, opacas y en expansión. La estrella tarda alrededor de dos semanas en volverse ópticamente delgada, cuando se alcanza la luminosidad máxima. Sin embargo, la luminosidad inicial sigue siendo lo suficientemente alta como para vaporizar el lado de la Tierra hacia el sol y esterilizar el lado nocturno de la Tierra a través de la luz de la Luna reflejada (si estás cerca de la Luna llena).

Tipo II/Ib/Ic

Estas son supernovas de colapso del núcleo (el tipo discutido en el artículo What-If mencionado muchas veces en los comentarios), y solo suceden en estrellas lo suficientemente grandes como para quemar silicio, produciendo hierro en sus núcleos. El límite inferior está alrededor$8~M_\odot$, lo que hace imposible que ocurra un colapso del núcleo en el Sol a menos que sucedan dos cosas:

• Aumentas la masa del Sol en un 40% hasta el límite de Chandrasekhar

• Conviertes toda la masa (aumentada) del Sol en hierro.

Esto daría como resultado una especie de extraña supernova de colapso del núcleo completamente despojada que no podría ocurrir en la naturaleza. Por lo general, las supernovas de colapso del núcleo expulsan la mayor parte de su masa, dejando atrás un remanente de estrella de neutrones. En este caso, parte del núcleo sería expulsado y no sé si se formaría un remanente. En cualquier caso, recibiríamos una dosis de rayos gamma que evaporaría la Tierra a partir de la fotodesintegración no oscurecida antes de que la dosis fatal de radiación de neutrinos nos alcanzara microsegundos después.