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恒星質(zhì)量越來(lái)越小,那它與行星的距離會(huì)發(fā)生變化嗎

 星辰大海種花家 2019-06-27

恒星的質(zhì)量越來(lái)越小?還真是這樣,比如在太陽(yáng)內(nèi)核,每秒有超過(guò)6.5億噸的氫元素聚變成氦元素,產(chǎn)生了超過(guò)450萬(wàn)噸的質(zhì)量虧損,而我們地球賴以生存的光和熱,就來(lái)自于這些虧損的質(zhì)量!那么太陽(yáng)質(zhì)量變小,它和行星的軌道會(huì)發(fā)生變化嗎?

一、恒星質(zhì)量變化的時(shí)間段

上圖是恒星的一生,它質(zhì)量變化最大的階段并不是主序星階段,因?yàn)榇藭r(shí)只是核聚變產(chǎn)生的質(zhì)量虧損,是非常溫和的!

1、主序星階段 例如太陽(yáng)的質(zhì)量虧損達(dá)到了每秒450萬(wàn)噸,看上去非常龐大,但事實(shí)上整個(gè)主序星階段也僅僅會(huì)減少0.7%的質(zhì)量而已,這當(dāng)然會(huì)對(duì)行星的軌道產(chǎn)生影響,但事實(shí)上非常??!

2、紅巨星階段,因?yàn)楹阈桥蛎洠芏葴p小,此時(shí)質(zhì)量變化幅度是非常大的,但整體而言這些已經(jīng)膨脹的氣體仍然會(huì)和內(nèi)核的質(zhì)量疊加,成為束縛行星的部分引力!

3、白矮星階段 、中子星或者黑洞階段,三者都會(huì)大量丟失質(zhì)量,其中白矮星質(zhì)量留存的比例是比較高的,中子星和黑洞則相對(duì)較低,盡管中子星和黑洞聽(tīng)上去很可怕,但如果之前的超大恒星有行星的話,則并不會(huì)吞噬了行星!因?yàn)橹凶有呛秃诙促|(zhì)量遠(yuǎn)小于恒星,因此行星會(huì)在遷移到更高的軌道,假如在超新星爆發(fā)階段沒(méi)有摧毀行星的話!

二、行星會(huì)遷徙到什么軌道?

首先我們來(lái)確定下地球軌道距離上的平衡公轉(zhuǎn)速度,根據(jù)環(huán)繞速度公式(第一宇宙速度)可以計(jì)算出:

太陽(yáng)的質(zhì)量為:1.9891*10^30千克

萬(wàn)有引力常數(shù)為:G=6.67×10^-11N·m?/kg?

日地距離平均為:1.5億千米

環(huán)繞速度為:29.7403千米/秒,這個(gè)速度與地球當(dāng)前的公轉(zhuǎn)速度基本一致,因?yàn)榈厍蚴且粋€(gè)橢圓軌道,遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn)速度不一,因此略有差異,但平均速度基本如此!

那么太陽(yáng)減小0.7%的質(zhì)量后是速度是多少呢?

環(huán)繞速度為:29.636千米/秒

根據(jù)角動(dòng)量守恒,新的軌道將會(huì)在距離太陽(yáng)150527905250.371M的位置

兩者軌道差距約為:527905250M

即當(dāng)前的日地距離遠(yuǎn)了:52.8萬(wàn)千米!

日地平均軌道距離達(dá)到了1.5億千米,甚至都不如遠(yuǎn)日點(diǎn)與近日點(diǎn)之間距離的1/8,因此這對(duì)于地球來(lái)說(shuō)幾乎是一個(gè)可以忽略的距離!

當(dāng)然如果到了白矮星或中子星甚至黑洞時(shí)代,質(zhì)量大幅變化的話,軌道距離變化也將十分明顯,有興趣的朋友可以根據(jù)環(huán)繞速度和角動(dòng)量守恒計(jì)算新的軌道位置!

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