Spørsmål:
Hvor mye masse mister solen som lys, nøytrinoer og solvind?
uhoh
2020-02-25 10:33:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I dette svaret anslår jeg tapet av solens tyngdemasse til å være ca. 1,3 E + 17 kg per år ved bruk av $ E = mc ^ 2 $ og 1360 W / m ^ 2 1. AU.

Mens jeg skrev dette svaret, skjønte jeg at solnøytrinoer også hadde med seg masseekvivalens i form av kinetisk energi. Den sterkeste komponenten ser ut til å være fra første trinn i prosessen; deuterondannelse fra proton – proton fusjon.

Har jeg rett så langt?

Spørsmål:

  1. Hvor mye masseekvivalent taper solen per år via nøytrinoer?
  2. Er mitt estimat på 1,3E + 17 kg for tap per år via elektromagnetisk stråling nær?
  3. Er det noen andre sammenlignbare tapsmekanismer? Jeg antar at solvinden er lavere, men jeg kan ta feil i det!

"bonuspoeng:"

  • Er disse prisene sannsynlige å ha vært minst like 4,5 milliarder år siden? Eller ville det ha vært store endringer i løpet av denne tiden? ("large" = faktorer på 2 eller så)
solvind er besvart her: https://astronomy.stackexchange.com/questions/13907/rate-of-mass-loss-from-the-solar-wind?rq=1
@mao47 utmerket, takk for det! Jeg var først og fremst bekymret for nøytrinoene, men jeg ønsket å samle alle tapsmekanismer på ett sted. Forhåpentligvis kan et svar postet her bare sitere og sitere resultater der.
En svar:
Rob Jeffries
2020-02-26 03:16:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Solens nøytrino-lysstyrke er omtrent 2,3% av dens elektromagnetiske lysstyrke (dvs. lys). Så den ekstra massen som går tapt i form av nøytrinoenergi er 2,3% av den opprinnelige beregningen.

gjennomsnittet massetap i form av vind- og koronale masseutkast er omtrent $ 4 \ ganger 10 ^ {16} $ kg / år, men varierer med solsyklusen (og fra syklus til syklus) ( Mishra et al. 2019).

For 4,5 milliarder år siden? Det kommer an på hvor nøyaktig du vil være. Solen antas å være 4,57 milliarder år gammel, så for 4,5 milliarder år siden ville den ha vært 70 millioner år gammel.

En 70 millioner år gammel sol ville ha vært på den hydrogenforbrennende hovedsekvensen og rundt 20 % mindre lysende enn det er nå, slik at du kan skalere lysstyrke-massen og nøytrino-massetapshastighetene med ca. 0,8.

Solvinden var imidlertid sannsynligvis mye sterkere enn det er nå. Observasjonsbegrensningene for dette er svake, men teoretiske modeller antyder massetapshastigheten i vindskalaene som rotasjonshastighet $ \ Omega ^ {1.33} $ ( Johnstone et al. 2015). Dessverre vet vi fremdeles ikke hvor fort solen roterte helt i sin spede begynnelse; det kunne ha vært alt fra omtrent 10 til 100 ganger rotasjonsfrekvensen nå. Det betyr at massetapstakten i vinden ville ha vært 20-500 ganger hva den er nå. Dermed ville tap av vind dominere.

Men kanskje du mente $ \ sim 4,5 $ milliarder år siden, i den forstand at du ønsket svar på før solen ble en stjerne. dvs. før hydrogenfusjon begynte noen få millioner år etter solens fødsel. I så fall kan vindtapene ha vært som i det 70 millioner år gamle tilfellet (med lignende usikkerhet), men det ville ikke være noen nøytrintap (ingen kjernefysiske reaksjoner) og solens lysstyrke kunne ha vært en faktor på 10 høyere som en kontraherende pre-hovedsekvensstjerne. I så fall ville massetap fra vind sannsynligvis fremdeles være den største bidragsyteren.

Dette er flott, akkurat det jeg trengte; Takk skal du ha!


ⓘ
Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 4.0-lisensen den distribueres under.
Loading...