Was wäre sicherer: Wasserstoff entfernen oder unserer Sonne Wasserstoff hinzufügen?

Wenn wir die Lebensdauer unserer bewohnbaren Zone sicher verlängern wollen, wäre es dann sicherer, eine jährliche „Steuer“ auf die äußere Wasserstoffschicht unserer Sonne oder eine jährliche „Subvention“ auf die äußere Wasserstoffschicht unserer Sonne einzuführen?

(die Durchführbarkeit dieser Steuer/Subvention liegt außerhalb des Rahmens dieser Frage)

Eine andere Möglichkeit, diese Frage zu stellen: Angenommen, der Kern der Sonne bleibt unberührt, aber seine äußere Wasserstoffschicht würde um die Hälfte reduziert, würde die Hauptreihe der Sonne dann für längere Zeit intakt bleiben?

Um zu vermeiden, dass es zu einem Weißen Zwerg und dem damit verbundenen schlechten Wetter kommt, was wäre der ideale Zeitpunkt, um die Steuer rückgängig zu machen und erneut zu subventionieren?

Ich denke, diese Frage wäre ohne die Steuer-/Subventionsmetapher klarer.
Ich habe versucht, langsame, vorsichtige Veränderungen über einen langen Zeitraum zu implizieren. Verwandte Fragen/Antworten wie "Jupiter in die Sonne schlagen" klangen für mich nicht sehr sicher, obwohl ich mich irren könnte.
Es ist erwähnenswert, dass die Menge an Energie, die benötigt wird, um Masse von unserer Sonne zu entfernen, um sie konstant zu halten, weitaus arbeitsintensiver wäre, als die Erde zu bewegen.

Antworten (2)

Meine reflexartige Reaktion ist, dass Ihre einzige Möglichkeit darin besteht, ein Stück Masse aus dem äußeren Teil der Sonne zu entfernen.

Die Sonne wird (auf einer Kelvin-Helmholtz-Zeitskala) reagieren, indem sie sich zusammenzieht und weniger leuchtend wird, weil die Kerntemperatur in einem weniger massereichen Stern niedriger ist. Dies verlängert die Lebensdauer der Hauptsequenz, da nur die zentralen Teile des Sterns an der Befeuerung der nuklearen Verbrennung beteiligt sind. Der Kern ist von der gut durchmischten äußeren konvektiven Hülle durch eine stabile Strahlungszone getrennt.

Da die standardmäßige Sonnenentwicklung beinhaltet, dass sie mit der Zeit langsam heller wird, ist es möglich, dass Masse mit genau der richtigen Rate extrahiert werden könnte, um die Sonne auf konstanter Leuchtkraft zu halten. Das klingt nach einer interessanten Berechnung.

Die Alternative, „Treibstoff“ in Form von Wasserstoff hinzuzufügen, wird nicht funktionieren. Die Leuchtkraft der Sonne wird aufgrund ihrer erhöhten Masse und erhöhten Zentraltemperatur zunehmen. Da der neue Brennstoff jedoch nicht in den Kern gemischt werden kann (nur der äußere Teil wird durch Konvektion gemischt), würde die Lebensdauer der Hauptsequenz verringert.

Ok das bestätigt was ich anfangs dachte. Um diese Fragestellung fortzusetzen ... es hört sich so an, als könnte das langsame Entfernen von Masse von der Sonne die bewohnbare Zone für eine sehr lange Zeit gleich halten, solange das Gleichgewicht zwischen dem Kern und seinen äußeren Schichten verhindert, dass sich die Leuchtkraft ändert. Muss es eine Grenze geben, wie lange dies getan werden könnte? (Chandrasekhar-Grenze kommt mir in den Sinn).
@KeithKnauber Richtig. Ich werde bearbeiten.
"Das klingt nach einer interessanten Berechnung." Das dachte ich auch, also startete ich einen Sternentwicklungscode, nur um zu sehen, in welcher Größenordnung die Massenverlustrate eine ungefähr konstante Leuchtkraft ergeben würde. Ausgehend von einem ZAMS-Modell (Solar-Mass Zero Age Main Sequence) erhalte ich eine ungefähr konstante Leuchtkraft für etwa 15 Gyr unter Verwendung einer konstanten Massenverlustrate von 3 × 10 11 M / j r . Um die Frage vollständig zu beantworten, würde ich idealerweise von einem aktuellen Sonnenmodell ausgehen und versuchen herauszufinden, welche (variable) Massenverlustrate eine konstante Leuchtkraft ergeben würde. Aber ich habe keine Zeit!
Dabei wird auch vernachlässigt, dass es langfristig zu einer allgemeinen Abkühlung des Sterns kommen würde, obwohl diese bescheidener ausfällt als ich erwartet hatte, was vermutlich die tatsächliche Bewohnbarkeit der Erde beeinträchtigen würde. (Nach 15 Gyr hatte mein Stern eine Oberflächentemperatur von 5250 K.)

Dies wurde zuvor berücksichtigt. Der gesuchte Ausdruck ist Star Lifting(auch bekannt als Sternhaltung), was die (theoretische) Praxis ist, Masse von einem Stern zu entfernen, um seine Lebensdauer zu verlängern. Da die Rate der Fusionsreaktionen im Kern des Sterns schneller zunimmt als die Mathematik, haben kleinere Sterne eine viel längere Lebensdauer, bis zu mehreren Billionen Jahren für einen Roten Zwerg von 0,1 M☉. (Ein 1M☉-Stern mit 90% extrahierter Masse ist wahrscheinlich nicht genau dasselbe wie ein 0,1 M☉-Stern, sollte sich aber ähnlich verhalten.) Außerdem könnte die extrahierte Materie verwendet werden, um entweder den vorhandenen Stern aufzufüllen oder neue Sterne zu erzeugen. verlängert die Leuchtkraft noch weiter. Kleinere Sterne haben zwar eine geringere Leuchtkraft, aber die Anpassung der Umlaufbahnen von Planeten wird voraussichtlich ein kleines Nebenprojekt für jede Zivilisation sein, die in der Lage ist, Sterne zu heben, wenn sie sich zu diesem Zeitpunkt überhaupt mit Planeten beschäftigen würden.

Derzeit haben wir nur äußerst skizzenhafte Vorstellungen davon, wie wir das Erlernen des Sternenliftings überhaupt angehen würden, es scheint gegen keine Gesetze der Physik zu verstoßen. Sterne verlieren im Laufe ihrer Lebensdauer bereits kleine Mengen an Masse, daher erscheint es plausibel, dass die Technik im Megamaßstab dies verbessern und die verlorene Masse sammeln könnte.

Ein paar fiktive Behandlungen des Sternenhebens, die ich in die Hauptantwort einfügen kann, wenn dies für diesen Austausch als angemessen erachtet wird: Palimpsest , Orion's Arm
Haha das ist genial! Die Wiki-Seite enthält unzählige halbwegs plausible Ideen, wie dies zu tun ist. Stöbern Sie einfach in WolframAlpha herum, wenn Sie jedes Jahr eine Masse entfernen würden, die der Masse der Ozeane der Erde entspricht, würde es 1,4 Milliarden Jahre dauern, um die gesamte Masse der Sonne zu entfernen. wolframalpha.com/input/…