Wie viel Energie würde es brauchen, um einen Braunen Zwerg zu entzünden?

Das erweiterte Universumsbuch des Halo -Videospiels Halo: Evolutions beschreibt die Schlacht von Psi Serpentis , in der ein superjovianischer Planet durch massiven Atombombardement seines Kerns in einen braunen Zwerg verwandelt wird, wodurch die weitaus mächtigere außerirdische Flotte der Allianz zerstört wird.

Die Flotte der Allianz gruppierte sich neu und verfolgte Coles Flotte, bis eine Gruppe aufständischer Schiffe aus dem Slipspace auftauchte. Angeführt von der stark modifizierten Bellicose eröffneten sie das Feuer auf die Covenant und verloren ein Viertel ihrer Zahl. Sobald sie angegriffen hatten, durchschlugen sie die Covenant-Formation und zogen sich aus dem System zurück. Cole selbst beförderte den Everest tiefer in den Gravitationsschacht der Viperidae, während die UNSC-Flotte damit fortfuhr, sich zu lösen. Der Admiral gab dann eine Rundsendung an die verfolgenden Allianzschiffe ab, in der er mit seinen eigenen Errungenschaften prahlte, während er sich über ihren Anspruch auf Rechtschaffenheit lustig machte. Die Allianz erkannte und akzeptierte die Herausforderung und griff den Everest an, aber ihr Plasma wurde von der Magnetosphäre des Planeten abgelenkt.

Cole brachte Everest über den Point of no Return von Viperidaes Gravitationsquelle hinaus und feuerte eine Salve von Raketen auf das Führungsschiff in der Allianz-Formation ab. Nukleares Feuer zerstörte das Schiff, aber der Rest der Flotte wurde kaum beschädigt.

Während die Flotte der Allianz durch das Sperrfeuer abgelenkt wurde, hatte Cole einhundert Shiva-Atomsprengköpfe in den instabilen Kern der Viperidae geschossen. Die daraus resultierende Entzündung führte dazu, dass der Planet zu einer Nova wurde, eine Sternfusion durchmachte und kurzzeitig zu einem Braunen Zwerg wurde. Die resultierende Schockwelle löschte alle Allianz-Schiffe aus, reduzierte Viperidae zu einem schwelenden Felsen und zerstörte vermutlich den Everest.

Ist eine solche Kampftaktik tatsächlich gültig, in dem Sinne, dass es ausreichen würde, eine große Anzahl von Atomwaffen auf den Kern eines Superjovian-Planeten zu schießen, um ihn zu einem Braunen Zwerg zu entzünden? Wenn ja, wie viel Energie wird benötigt, um dies zu erreichen?

Die Antwort hat einen Link zu dem Papier, das dies untersucht. Es war eigentlich eine echte Sorge, dass eine nukleare Explosion die Ozeane zum Explodieren bringen könnte. Alle waren froh, als es ausgeschlossen statt nur extrem unwahrscheinlich war.
Warum die knappen Stimmen? Es scheint eine berechtigte Frage zu sein.
@ HDE226868 Das scheint mir eine einfache Physikfrage zu sein. Nur weil es einem fiktiven Szenario entspringt, ist es noch lange kein Worldbuilding.

Antworten (2)

2.55 × 10 45  Joule . Aber das wird wohl nicht funktionieren.

Es gibt ein paar Dinge, die wir hier klarstellen müssen, nämlich die Unterschiede zwischen Braunen Zwergen und Riesenplaneten. Hier sind zwei der wichtigsten: [1]

  • Masse. Braune Zwerge sind am unteren Massenende größer als ~13 Jupitermassen, und es gibt eine trübe Übergangszone zwischen massearmen Braunen Zwergen und massereichen Gasriesen (siehe Burgasser ). Andere Kategorien von Objekten, wie subbraune Zwerge, dienen nur dazu, das Wasser zu verwirren. Aber die meisten Braunen Zwerge befinden sich in Dutzenden von Jupitermassen, die sich bis zu etwa 80 Jupitermassen erstrecken. Um also aus einem Super-Jupiter (eigentlich ein Fachbegriff) einen Braunen Zwerg zu machen, müsste man seine Masse erhöhen. Wie Samuel berechnet hat, beträgt diese Massenänderung ~2,55 × 10 45 Joule.
  • Struktur. Die Struktur ist sehr wichtig bei der Analyse substellarer Objekte. Braune Zwerge haben keine wirklichen Schichten , während Gasriesen dies normalerweise tun. Sie müssten also irgendwie einen Weg finden, alle Materieschichten in einem Gasriesen loszuwerden, um ihn eher wie einen Braunen Zwerg zu machen. Die Zusammensetzung ist ein verwandter Faktor, obwohl viele der gleichen Verbindungen (auch neben Wasserstoff und Helium) in Braunen Zwergen vorhanden sind. Diese Antwort auf Physics Stack Exchange (was fantastisch ist) besagt, dass Sie eine Deuteriumschicht benötigen würden, damit die Fusion stattfinden kann, wie dies bei einem Braunen Zwerg der Fall ist, was Sinn macht.

Sie müssten beides ändern, um einen Gasriesen in einen Braunen Zwerg mit geringer Masse zu verwandeln.

Es gibt noch ein weiteres Problem: Das Auslösen einer nuklearen Explosion würde nicht viel bewirken (überraschend, oder?). Wieso den? Nun, Sie könnten eine ganze Reihe von Atomwaffen zünden und dadurch die Temperatur und den Druck in einem bestimmten Volumen erhöhen. Aber Sie würden es schwer haben, die notwendigen Bedingungen für die Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten ( mindestens ~10 7 Kelvin für die pp-Kette ). Natürlich erreichen Atomwaffen diese Temperatur , aber sie kühlen schnell ab. Die Temperatur würde schnell sinken, ebenso wie der Druck. Sie könnten ein bisschen Fusion in Gang bringen, aber ich bezweifle, dass es ausreichen würde, um die Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten - es sei denn, Sie erhöhen die Masse. Dieses Dokumentfanden heraus, dass in einer erdähnlichen Atmosphäre keine außer Kontrolle geratene Fusion möglich wäre, und ich vermute, dass hier ähnliche Mechanismen des Energieverlusts existieren würden, die es unmöglich machen, dass die Fusion so abläuft, wie Sie es beabsichtigen.

Es wäre viel einfacher, die für die Deuteriumfusion erforderlichen Bedingungen zu erreichen - und ich würde annehmen, dass dies eine niedrigere Starttemperatur erfordert -, aber eine anhaltende Reaktion wäre genauso schwierig.

Zum Spaß, hier ist, wie schnell die Wärmestrahlungsemission abfällt (wieder von hier ):

Beachten Sie, dass dies natürlich erhöht würde, wenn Sie die Anzahl der gezündeten Waffen erhöhen würden (würden 100 wirklich ausreichen?). Abgesehen davon würde ich mir Sorgen machen, wie Sie vorschlagen, die Waffen so tief in den Braunen Zwerg zu bringen. Ich würde denken, dass vor dem Erreichen des Kerns, wo die Bedingungen für die Fusion am besten wären, Temperaturen und Drücke eine vorzeitige Detonation verursachen könnten, was zu einem viel weniger effektiven Einsatz der Waffen führt.


Einige andere zufällige Kritikpunkte des Szenarios:

  • Viperidae hatte höchstwahrscheinlich keine schwereren Elemente in sich, also würde es sich danach nicht zu "Rock" verwandeln. Ich weiß nicht, was das Ergebnis wäre, aber ein beträchtlicher Teil könnte als Gas zurückbleiben.
  • Ein Gasriese sollte keinen "instabilen Kern" haben.
  • Es gibt keinen "Punkt ohne Wiederkehr" von der "Schwerkraftquelle", da Viperidae kein Schwarzes Loch ist, obwohl dies möglicherweise auf einen niedrigen Treibstoffstand hindeutet.
  • Die Schockwelle könnte nicht zu stark sein, es sei denn, Material würde ausgeworfen, um sie zu tragen. Der Weltraum ist kein Vakuum, aber er leitet Schockwellen (im Allgemeinen) immer noch nicht allzu gut, es sei denn, das Medium ist dicht genug.

Ich nehme jedoch an, dass Ihnen diese Punkte nicht wirklich wichtig sind.

Also 2,55E45 Joule? (15 zusätzliche Jupitermassen in Bezug auf Energie).
@Samuel Soweit ich das beurteilen kann, ja.
Ich neige auch dazu, meine Lede zu vergraben. Genug, dass ich jetzt die Gewohnheit habe, am Ende des Komponierens zurückzugehen, um sicherzustellen, dass ich mich um ATFQ gekümmert habe, als meine College-Abteilung. Stuhl würde es ausdrücken. ("Beantworte die Frage!")
@nitsua60 Ah, ja, das habe ich schon mal gehört. Gibt es übrigens noch weitere Verbesserungsvorschläge?

Kurz gesagt, nein, das ist keine gültige Kampftaktik. Eine Atomwaffe hätte selbst auf einen kleinen Gasriesen wenig bis gar keine Wirkung. Der Schlüssel ist nicht Energie, es ist Masse.

Ein Atombombardement aus dem Orbit könnte eine Gesamtdetonationsausbeute in Gigatonnen oder sogar Teratonnen von TNT haben. Das klingt nach viel, und das ist es auch, wenn man bedenkt, was es mit den Bedingungen auf unserem eigenen Planeten anrichten würde. Das ist jedoch nicht einmal ein Tropfen auf den heißen Stein der Kräfte und Energien, die in einem Gasriesen am Werk sind, ganz zu schweigen von einem Superjovianer.

Der Schlüssel ist, wie gesagt, die Masse. Es dauert ungefähr 25-40 Jupitermassen, bevor Sie anfangen, ein anhaltendes Deuteriumbrennen zu sehen (abhängig von der genauen Zusammensetzung des Riesen, der Menge des Sonnengewinns von seinem Stern und was genau Sie als genügend Subfusionsaktivität betrachten, um eine Linie zu ziehen der Sand zwischen Gasriese und Braunem Zwerg). Wenn der Planet derzeit etwa 20 M J hat, müssten Sie dem Gasriesen die Masse von 5 zusätzlichen Jupitern zuführen, um überhaupt eine Chance zu haben, einen Nettoenergieausstoß aus der Deuteriumverbrennung zu sehen. Wir haben nicht annähernd die Technologie, die benötigt wird, um diese Art von Masse in einem Zeitraum zu bewegen, der einem Krieg nahe kommt. Wenn wir das täten, wäre die Taktik, einen Superjovian zu zünden, um ihn zu einer Waffe zu machen, überflüssig; Sie könnten einfach einen großen Brocken aus einem nahen Mond schnitzen und ihn in einem Hochgeschwindigkeits-Schrotflintenschuss von Asteroiden in europäischer Größe auf Ihre Verfolger werfen.