See oleks väga energiline sündmus, gravitatsiooniline kollaps koos algse sissepoole liikumise kiirusega 1000km / s (mis on suurem kui põgenemiskiirus päikese pinnal).

Esialgu oleks mingisugune nova üritus, sest juba päikese käes olev vesinik suruks kokku langeva uue materjali abil, suurendades oluliselt termotuumasünteesi. Osa materjalist võib nova-sündmuse korral välja paisata; energia ümbersuunamine oleks lisaks tõhustatud termotuumasünteesile ka tegur, nagu tuuma kokkuvarisemise supernoovas.

Vesi dissotsieerub aatomvesinikuks ja hapnikuks.

Novaüritusel väljutamata materjalist moodustab hapnik lõpuks tähe keskpunktis südamiku koos kergema tulega elemendid (H, He) on kest südamiku ümber.

Sealt edasi toimuv sõltub järelejäänud massist.

Kui järelejäänud mass on väiksem kui 1,39 päikesemassi ( Chandrasekhari piir), saab tähest lõpuks inertne valge kääbustäht koos hapnikusüdamik püsib elektronide degeneratsiooni rõhu all ja ei suuda läbida hapniku sulandumist. Kui järele jääb rohkem kui 1,39 päikesemassi, võib tähest saada neutrontäht.

Kui jää on "ümber päikese", ei näe ma, kuidas see saab liikuda kiirusega 1000 m / s sissepoole. Päikese mass on $ 2 \ cdot 10 ^ {30} \ mathrm {\; kg} $ ja raadius $ 7 \ cdot 10 ^ {8} \ mathrm {\; m} $.

selle sisemise raadiuse ja massiga jääkesta paksus oleks (eeldades, et jää tavaline tihedus on umbes 0,9x vedela veega) umbes 10 $ 8 ^ 8 \ mathrm {\; m} $. See on ilmselt piisavalt paks, et vastu pidada päikese gravitatsioonilisele atraktiivsusele; kindlasti peatab see suurema osa päikesekiirgusest.

Ühe grammi jää võtmiseks absoluutsest nullist sulamiseni kulub umbes 273 * 4,2 + 334 = 1500 J. Päike annab umbes $ 4 \ cdot 10 ^ {26} $ W - eeldades, et jää neelab kogu selle soojuse, kulub kogu jää sulatamiseks 8 dollarit \ cdot 10 ^ 9 $ sekundit - natuke rohkem kui 200 aastat.

Kogu selle aja päike jätkake rõõmsalt võimu tootmist - kuid ma arvan, et kogu elu maa peal oleks lakanud selleks ajaks, kui see uuesti särama hakkab. stress? Kas see sulaks rõhu all? Kas tekkiva auru rõhk puhuks vee / jää väljapoole? Oleks huvitav neid küsimusi edasi analüüsida. Ma kahtlustan üldist järeldust - et 100 000 km paksune veekiht "kustutab Maal tuled", ei muutu need üksikasjad - sest see vesi jääb ikkagi Maa ja Päikese vahele, hoolimata kaugusest ja kaugusest. faas.

uuendus - mõned lisamõtted.

Esiteks - jää purustustugevus on üsna madal: mitte üle umbes 1000 psi (7 MPa ) selle USGS-i aruande kohaselt. See on ilmselt mitu suurusjärku väiksem kui rõhk 100 000 km paksuse jääkesta siseküljel. Kesta keskmine kaugus (keskpunkt) on 7,5 dollarit \ cdot 10 ^ 8 \ mathrm {\; m} $ Päikese keskmest ja kogeb seetõttu gravitatsioonikiirendust

$$ a = \ frac {GM} {R ^ 2} = \ frac {6.7 \ cdot 10 ^ {- 11} \ cdot 2 \ cdot 10 ^ {30}} {(7.5 \ cdot 10 ^ 8) ^ 2} = 240 \ mathrm {\; m / s ^ 2} $$

Seega on rõhk sisepinnale umbkaudu

$$ P = \ rho at = 0,9 E3 \ cdot 240 \ cdot 1E8 = 2.5 \ cdot 10 ^ {13} Pa = 22 TPa $$

Ilmselge küsimus, mida küsida: mis juhtub jääga sellel rõhul? Faasiskeem, mille ma võisin leida ( selles asukohas) "tõuseb" ainult 1 TPa-ni, kuid see viitab sellele, et "tõesti külm" jää püsib selle rõhu korral (erinevalt veidi soojemast jääst nagu tavaliselt kohtume, see oleks "faasi XI kuusnurkne jää".

Järgmine huvitav küsimus on auru moodustumine. Kui me langetaksime teatud koguse jääd päikese kätte (suletud jääkesta sisse), siis mis juhtub rõhuga? Arvatavasti tõuseks rõhk mõnevõrra, kuid see pole tegelikult asjakohane - sest jällegi peaks jääkesta toetamiseks tekitatava rõhu korral olema vee tihedus väga kõrge - tegelikult ei oleks kauem olla gaas, kuid tahke aine (või vähemalt tahke ainega võrreldava tihedusega - oleksime faasiskeemi selles osas, mida pole antud).

Lõpuks küsimus potentsiaalsest energiast jää - ja selle energia vabastamise mõju kogu võrrandile. Selle arvutuse eesmärgil ei saa me lihtsalt eeldada, et asjad langevad päikese keskmesse - isegi päikese keskel tekkivatel footonitel on pinna hajumine kaua aega, nii et võime eeldada sama kehtib vee kohta. Oletame seetõttu, et vesi lihtsalt langeb pinnale. Kui kesta sisemus langeb ainult 1000 km, siis keskmiselt langeks jää 50 000 km. Raskusjõudu võib pidada (esimese järjekorra järgi) konstantseks sellel vahemaal, seega oleks 1 kg jääl tehtud töö

$$ W = F \ cdot d = 240 N \ cdot 5 \ cdot 10 ^ {7} m = 12 GJ $$

Kesta seest langenud jääl (esimene sulav jää) on vähem energiat, nimelt

$$ W = 240 N \ cdot 10 ^ 6 m = 240 MJ $$

ja eiran praegu väidet, et jää liigub kiirusega 1000 km / s (algsest küsimusest ), kuna see tähendaks, et 1 kg jää kineetiline energia oli $ \ frac12 mv ^ 2 = 500 GJ $.

Ükskõik, kuidas te seda vaatate, on see väga suur energiahulk. See viitab sellele, et kui jää hakkab sulama kesta seest väljapoole, soojendab päikese pinnale paiskuv vesi päikest tegelikult üles, kiirendades ülejäänud jää sulamist. Kogu protsess võtab seetõttu palju vähem aega, kui ma esialgu arvasin - tuleb reageeriv reaktsioon.

Lihtsalt meie kalibreerimiseks - kogu see päikese kätte lööv jää lisab päikesele umbes 12 GJ / kg * 2E30 kg = 2,4E40 J. Kui ükski sellest energiast ei kanduks üle päikesele, tooks see kaasa vee temperatuuri tõusu umbes 3 miljonit kraadi. Just potentsiaalsest energiast (mitte algsest kineetilisest energiast). See on palju kuumem kui päike - seega tekiks põgenev sulareaktsioon.

Nii tundub, et pärast lühikest aega, kui päike on pime (palju vähem kui 200 aastat), paistaks see väga, väga eredalt? Tundub endiselt ebamugav päikesesüsteem.

UPDATE 2

Veel üks mõte. Kui jää oleks natuke vähem tihe, nii et see võib struktuurselt kõik päikesepinnale langeda, kuluks 100 000 km paksusel jääkihil (algkiirusel 1000 km / s) langemine vaid 100 sekundit päike. Keskmiselt kukuks iga jäätipp vaid 1000 km ja suurem osa hajutatud energiast oleks kineetiline energia (500 GJ / kg - palju rohkem kui 240 MJ / kg gravitatsioonienergia).

See kuumutaks päikesepinna korraks üle 100 miljoni kraadi temperatuurini - kuumemaks kui päikese tuum. Nii et sel juhul võib päike korraks vilkuda (samal ajal kui jää toimib endiselt kilbina) - kuid väga kiiresti oleks see kõik maa jaoks läbi. Muidugi toimuksid sellel temperatuuril igasugused liitumisreaktsioonid - ja päikese pinnalt kiirgaks tohutult palju soojust.

See tuletab mulle meelde Tom Lehreri laulu - "Läheme kõik koos, kui läheme"

Enam ei ole viletsust
kui maailm on meie küpsetis - jah, praadime kõik koos praadides.

Teil ei saa olla "päikese massiga jääpalli", sest jää palli keskel ei oleks piisavalt tugev, et jää raskust toetada selle tipus. Selle asemel kukuks jää kokku oma raskusjõu mõjul.

See suurendaks palli siserõhku ja temperatuuri, kuni jää moodustavad veemolekulid lagunevad vaba hapniku ja vesiniku aatomite plasma (võib-olla natuke pärast jää esimest sulamist ja seejärel aurustumist, ehkki ausalt öeldes pole ma kindel, kas keegi teab, kui kuidas vesi käitub nii äärmise rõhu korral), ja vesinik hakkab sulama (arvatavasti, arvestades rohkesti hapnikku, CNO tsükli kaudu). See suurendaks veelgi temperatuuri ja rõhku südamikus ning sulandumisreaktsioonist tulenev suurenenud rõhk peataks gravitatsioonilise kokkuvarisemise.

Põhimõtteliselt, kui teil oleks päikese massiga jääpall, see muutuks väga kiiresti päikeseks . Päris veider päike, et olla kindel (vähemalt kui olete astrofüüsik), absurdselt kõrge hapnikusisalduse tõttu, kuid siiski päike.

Muidugi on tõsiasi, et teie jääpall on hõõguva plasma palliks muutumine ei takista teid seda päikese kätte viskamast. Mida saate, kui seda teete, on põhimõtteliselt tähe kokkupõrge. Kahjuks ei tea me sellistes kokkupõrgetes toimuva üksikasjadest endiselt palju, sest need on üsna haruldased ja lühikesed sündmused, kuid üks tõenäoline tulemus on see, et tähed ühinevad ja moodustavad ühe, suurema ja kuumema tähe. Jääst on palju hapnikku.

Lühiajaliselt aurustub jää kukkumisel. See seguneks päikesega ja moodustaks kummaliselt metallirikka tähe, mille mass oleks kaks korda suurem. Sellisel tähel oleks ümbris palju läbipaistmatum. See viib (kui tasakaal on saavutatud) viimane täht on palju vähem helendav ja jahedam kui tavalisema koostisega 2 päikesemassi täht.

See oleks tõenäoliselt jahedam ja vähem helendav kui Päike (ja seetõttu palju kauem elatud), kuid kui palju on ilma tähe evolutsiooni üksikasjaliku arvutuseta raske öelda. Kvalitatiivne tulemus on õige, kuid peajärjestuse tähtede tavapäraste valemite ekstrapoleerimine nendele kummalistele metallilisustele ei saa olla kvantitatiivselt täpne.

Huvitav komplikatsioon võib olla hapniku ja kergemate elementide gravitatsiooniline settimine ja eraldamine. Ma arvan, et selle vältimiseks on mitmeid turbulentsuse allikaid (nt termohaliini segamine), kuid ma kahtlen, et seda on teoreetiliselt nii hullu arvukusega tähes katsetatud. kokkupõrge vabalangemisel. Mul jäi puudu punktist umbes 1000 km / s, mis domineerib täielikult kogu stsenaariumi energeetikas. See on piisav energia Päikese täielikuks sidumiseks (suurusjärgus), seega on raske anda spekulatiivset vastust.

Esimene asi, mida märkate, on see, et Päike enam ei paista. See toodab endiselt soojust ja valgust, kuid kõike peatab paks külm jääkiht.

Päike pole siiski täiesti külm. Tuum on endiselt aktiivne, isegi rohkem kui varem. Te kahekordistasite massi, nii et Päikesel on suurem rõhk ja seega saab vesinikuaatomid hõlpsasti kokku sulatada. Tulemuseks on rohkem toodetud soojust ja lühem eluiga.

Pikemas perspektiivis valgub kuumus pinnale ja Päike paistab uuesti. Ma tunnistan, et ma pole ühtegi arvutust teinud, kuid arvan, et Päikese uuesti paistmiseks võib kuluda kuni paar miljonit aastat.

Teadlane Maal võib öelda, et Päike on endiselt aktiivne. Kui ütlesin, et kõik on peatatud, polnud see päris täpne. Uus kiht neutriinosid eriti ei mõjuta ja neid saab Maal mõõta nagu varem. Mitte et see võiks lootust anda, kui ma ajaskaala õigesti arvasin. Peaaegu kõik eluvormid Maal oleksid välja surnud juba ammu enne, kui Päike uuesti paistma hakkab.

Esimene ja kõige olulisem mõju, kui meie päikesesüsteemis on kaks päikese suurusega keha üksteisele väga lähedal, on see, et see uus süsteem heidab planeedi liikumise kursilt kõrvale ja tekib kaos (märgatav kaos just sel hetkel, kui oletame, et ilmus jää kusagilt 1000 km kaugusele päikesest. Gravitatsiooniline tõmme on kaks korda suurem kui praegu, Maa koos kõigi planeetidega hakkab pöörlema ​​elliptiliste marsruutide asemel spiraalselt, kuni nad leiavad uuel orbiidil "rahu" (tasakaalu orbiidi kiiruse ja gravitatsioonilise tõmbe vahel). Me ei pruugi olla seal, et näha kokkupõrke tagajärgi.

Kuid allpool on see, mis minu arvates juhtub pärast kokkupõrget: kuna vesi pole midagi muud kui 2 osa vesinikku ja 1 osa hapnikku, on vesinik põhiline kütus termotuumasünteesi reaktsioonis, mis toimub päikesel. Seega päike paistab eredamalt, kuna vesinik ja veest pärinev hapnik (jää) lagunevad, mille tulemusena suureneb reaktiivide hulk ja seega suureneb reaktsioonikiirus (vesinik + vesinik -> heelium + energia).