Wie viel Eisen müsste ich in die Sonne schießen, um sie zu sprengen?

Zuerst eine kleine Korrektur: Eisen ist nicht zu schwer, um die Reaktion fortzusetzen, es ist unglaublich stabil und kann daher nichts anderes produzieren (es würde dauern$\sim10^{22}$Jahre, bis es in Chrom zerfällt, und seine Bindungsenergie ist die höchste pro Nukleon, also würde es mehr „kosten“, etwas Schwereres herzustellen, als es Eisen enthält). Untersuchungen zeigen, dass der Stern, sobald Silizium im Kern produziert wird (Silizium produziert Eisen), etwa eine Woche Zeit hat , bevor er explodiert!

Um dies jedoch im Kern zu erzeugen, muss die Sonne etwa das 6-8-fache unserer Sonnenmasse haben. Seien Sie also versichert, dass unsere Sonne keine Supernova werden wird (obwohl sie in etwa 5 Milliarden Jahren eine Roter-Riesen-Phase durchlaufen und die Erde verschlingen wird).

Der Siedepunkt von Eisen liegt bei etwa 3000 K (5000 F), während die Oberflächentemperatur der Sonne etwa 5500 K (10.000 F) beträgt, so dass dieser Eisenkomet auf dem Weg zur Sonnenoberfläche verdampfen würde.

Nein, es ist nicht wahr. So funktioniert die Fusion in Sternen wie der Sonne nicht.

Die Sonne fusioniert Wasserstoff zu Helium. Zu diesem Zeitpunkt sind alle anderen Reaktionen sehr selten, nicht nachhaltig und irrelevant. Es ist nicht wahr, dass an dieser Stelle eine ganze Kette höherer Elemente geschaffen wird.

Es stimmt auch nicht, dass Eisen zu schwer ist, um Kernreaktionen zu ermöglichen. Eisen ist zufällig der Niedrigenergiepunkt, daher gibt es keinen Nettoenergiegewinn, wenn es mit anderen Elementen verschmolzen oder in andere Elemente gespalten wird. Es ist möglich, Energie durch die Spaltung von viel schwereren Elementen als Eisen, wie Uran und Plutonium, zu gewinnen.

Nachdem die Sonne ihren Wasserstoff verbraucht hat und größtenteils eine Heliumkugel ist, kollabiert sie zunächst ein wenig. Dadurch wird das Helium erhitzt, sodass es nun fusionieren kann. Dadurch wird mehr Energie freigesetzt als bei der ursprünglichen Wasserstofffusion, sodass sich die Sonne zu einem roten Riesen ausdehnt, der als eine seiner Nebenwirkungen die Erde verschlingen und verbrennen wird.

Wenn das Helium zur Neige geht, passiert eine ganze Reihe anderer Dinge. Für Sterne von der Masse unserer Sonne wird es keine Supernova geben, obwohl es noch einen beträchtlichen Knall geben wird, bevor die Kernreaktionen aufhören und er abkühlt und zu einem Zwerg wird.

Gar nicht. Zunächst einmal besteht etwa 0,014 der Sonnenmasse aus Fe. Wenn Sie nachrechnen, werden Sie feststellen, dass sich über 4660 Erdmassen Fe in der Sonne befinden. Dies liegt daran, dass die Sonne ein Stern mit relativ hoher Metallizität ist (Population I) und wahrscheinlich in einer Zone entstanden ist, die mit Supernovae-Produkten verschanzt ist. Wenn Sie sich nur die Bestandteile der inneren Planeten, Asteroiden und Meteoriten ansehen, entspricht dies dem, was zu erwarten wäre.

Wenn eine "große" Fe-Masse (Kometen enthalten nicht viel Metall, aber wir könnten Ihren vorgeschlagenen Kometen durch einen Asteroiden ähnlicher Größe ersetzen) in die Sonne fallen würde, würde es einfach vollständig verdampfen. Die Temperatur der Sonne an der Oberfläche beträgt ~5778 Kelvin, was viel höher ist als der Siedepunkt von Fe, Ni oder jeder Legierung des Fe-Ni. Die Atome würden sich zerstreuen und in dem Meer aus H- und He-Kernen verloren gehen, und es wäre nicht denkbar, dass sie in einem Stück auch nur in die Nähe des Kerns kommen. An der Sonne würde sich in diesem Szenario buchstäblich nichts ändern. Metallreiche Objekte (kleine) fallen wahrscheinlich die ganze Zeit in die Sonne und werden nicht erkannt.

Nun zu einigen Kommentaren zur Fusion. Zunächst einmal wird die Sonne niemals Fe in ihrem Kern verschmelzen, da sie einfach nicht massiv genug ist, um dies zu tun. Die zum Verschmelzen immer schwerer werdender Kerne erforderlichen Temperaturen müssen enorm ansteigen, was durch das Zusammenziehen und Erhitzen des Kerns durch die enormen Drücke und die von oben nach unten drückenden Massen unterstützt wird. Die Sonne hat einfach nicht das Zeug dazu.

Fe schmilzt auch nicht, weil die Kerne zu schwer sind. Fe in einem massiven Kern wird tatsächlich zu Ni verschmelzen und könnte denkbar weiter gehen. Das Problem ist, dass diese Reaktionen endotherm sind, was bedeutet, dass sie Energie absorbieren. Auch an dieser Stelle ist die Temperatur so hoch, dass Photonen Fe- und Ni-Kerne wieder in leichtere Kerne und einzelne Nukleonen zerlegen können. Alle diese Prozesse werden dem Kern Energie entziehen. Je weniger Energie im Kern ist, desto mehr zieht er sich zusammen, desto heißer wird er und Energie geht schneller verloren, bis der Kern nachgibt und zusammenbricht. Beachten Sie, dass dies kein spontanes Ereignis ist, das nur durch die Anwesenheit von Fe auftritt. Wenn der Kern weiter kollabiert, finden es Protonen und Elektronen energetisch günstig, Neutronen zu bilden (Neutronisierung), was mehr Energie kostet.

Ich nehme an, Sie haben eine Sendung gesehen, in der gesagt wurde, dass "Eisen ein Sternenkiller ist" oder irgendein anderer dramatischer Unsinn wie dieser. Denken Sie daran, dass Sendungen im Fernsehen mit Blick auf den Unterhaltungswert gemacht werden und die Dinge für ein allgemeines Publikum vereinfachen oder einfach falsch interpretieren. Immer mit Skepsis beobachten.

Ich glaube, ich habe diese Sendung auch auf dem Wissenschaftskanal gesehen, und ich denke, sie haben diesen bestimmten Punkt schlecht dargestellt. Erstens bin ich mir ziemlich sicher, dass die Sonne bereits eine gesunde Menge Eisen enthält, weil alle inneren Planeten dies tun. Es gibt keinen logischen Grund, warum die Sonne es nicht tun sollte. Eisen ist im Universum ziemlich reichlich vorhanden. Was passiert, wenn sich der Eisenkern eines Sterns zusammenzieht und der Stern zur Super-Nova wird, erfordert wahrscheinlich einen ziemlich großen Eisenkern – vielleicht größer als Jupiter. Nun, ich vermute nur, und es hat wahrscheinlich etwas mit der Reinheit des Eisenkerns sowie der Masse zu tun, aber es braucht wahrscheinlich eine enorme Menge. Eine ganze Menge mehr als 1 Komet bringen würde.

Nun, ich vermute, die Sonne hat auch keinen wirklichen Eisenkern, denn bei diesen Temperaturen ist alles ein Plasma, das nur herumfliegt und auf andere Elemente trifft, also im Grunde, wenn Sie eine eiserne Bratpfanne hineinwerfen würden In der Sonne wird das Eisen zu einem Gas und es vermischt sich mit dem anderen Gas in der Sonne, ähnlich wie sich Gas in unserer Atmosphäre vermischt.

Erstens sind die anderen Antworten richtig, dass Ihr Verständnis der Prozesse innerhalb der Sonne fehlerhaft ist.

Zweitens glaube ich, dass die anderen Antworten grundsätzlich falsch sind, wenn es darum geht, Eisen in die Sonne zu schießen, damit es explodiert. Ich bin zuversichtlich, dass es explodieren würde, wenn eine ausreichend große Menge Eisen in die Sonne geschossen würde. Grundsätzlich wird ein Objekt mit der dreifachen Masse unserer Sonne zusammenbrechen und ein Teil der Materie explodieren, wenn es nicht durch Kernfusion unterstützt wird. Wenn Sie zwei Objekte mit Sonnenmasse auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne hätten und sie sich nicht im Orbit befinden oder sich relativ zur Sonne bewegen, und Sie sie in die Sonne fallen lassen, dann hätten Sie ein Objekt mit drei Sonnenmassen. Aber obwohl die beiden großen einfallenden Objekte den Kern der Sonne erheblich stören würden, würden sie die Fusion wahrscheinlich nicht so stark stören, dass die Sonne explodiert und der Überrest in ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern kollabiert.

Angenommen, Sie hätten statt 2 Objekten, die auf die Sonne geschossen haben, 100 Objekte mit jeweils einer Sonnenmasse. Jeder von ihnen wurde aus der gleichen Entfernung von der Sonne abgefeuert, und jedes Objekt war gleich weit entfernt, so dass ihre gegenseitige Anziehungskraft keinen Einfluss darauf hat, sie davon abzuhalten, die Sonne zu treffen. Wenn 100 Sonnenmassen Eisen auf die Sonne aufprallen, würde dies wahrscheinlich ausreichen, um die Fusionsbereiche auseinanderzubrechen oder alternativ die Sonne ausreichend abzukühlen, so dass Sie nicht mehr genug anhaltende Fusion haben würden, um die Sonne (und das hinzugefügte Eisen) vor dem Zusammenbruch zu schützen. und so würde die Sonne explodieren und der Überrest würde in ein schwarzes Loch kollabieren. Ich gehe davon aus, dass weit weniger als die 100-fache Sonnenmasse von Eisen erforderlich wäre, um dies zu erreichen, aber ich habe keine Ahnung, wie viel tatsächlich erforderlich ist.