恒星变成红巨星的时候引力会减小吗

我看到有的观点说太阳变成红巨星的时候引力会减小,地球也就会自然地远离太阳,不会被太阳吞噬。

是真的吗?

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7个答案
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Steed专业级业余天文爱好者

2012-08-28 16:15

严格来说,如果太阳只是自身膨胀成红巨星,并没有太多质量损失的话,地球受到的太阳引力是不会有变化的——除非太阳已经膨胀到超过地球的公转轨道。遇到后面这种情况,地球受到的引力是会小一些,因为已经有一部分太阳物质跑到地球轨道以外去了……

但是,太阳在演化的过程中,质量是不可能保持不变的。太阳每时每刻都在损失质量,除了内部核聚变把一部分质量转换成能量释放出来以外,太阳还会以太阳风(带电粒子流)和太阳风暴(日冕物质抛射)等方式损失物质。而且,越是到了演化的晚期,类似太阳这样的恒星产生的物质抛射现象就会越剧烈。真的等到太阳要膨胀成红巨星的时候,很大一部分质量已经被太阳抛到太阳系外层去了。这种情况下,地球的轨道就会向外偏移,这主要是因为太阳质量变小了,而不是因为太阳膨胀成红巨星了。

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Topp天文研究生,摄影爱好者

2012-08-29 21:44
支持者: 姬十三 元卅

太阳每时每刻都在燃烧质量来产生能量。所以质量在一直变小,不过小得很不明显。

恒星变成红巨星的时候的确会抛出一部分质量,但是,只要抛出的物质在地球轨道以内,且均匀抛射,那么对地球的引力变化没有任何影响。

如果抛出物质出了地球轨道,那么对地球的引力的确会变小,不过地球不会变到一个更大的半圆上转圈,而是在一个短轴是目前的轨道半径的椭圆轨道上运行。所以还是可能会被太阳吞噬的。

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支持者: yaodi

补充一下,其实这里也可能有一些概念上的误解。很多文章写到红巨星引力减小时,其实指的是在星体的表面测得的引力。从观测上来说,天文学上直接能观测到的是星体的表面引力。表面引力的测量可以由直接分析星体的光谱来得到的,而星体的发出光大都来自于星体表面。

当一颗恒星从主序星转变为红巨星时,星体体积会膨胀,星体的发光表面离星体中心会越来越远,因此直接测得的星体表面引力会下降。这个下降只是因为你的观测点改变了,而并不是引力本身有所变化。所以当太阳开始膨胀时,即使太阳没有损失任何质量,你也会发现测得的太阳表面引力会降低,但是在被吞噬之前,地球所感受到太阳引力还是一样的。

当然上面大家提到的也是正确的,真实星体演化过程更为复杂,红巨星阶段会有质量损失,这个也会改变星体的引力,不过这是另一回事~ :D

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tensorspace能源工程硕士,油藏工程师

2012-08-28 11:36

会变小。恒星变成红巨星的时候已经消耗了相当一部分氢元素作为核聚变燃料

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这么算来,地球会随着太阳的质量变小而将轨道向外偏移。如果质量损失和太阳膨胀之比小于某个阀值,此事不会发生。引力减小是必须的。只要不被太阳包裹就好。

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【除非太阳已经膨胀到超过地球的公转轨道。遇到后面这种情况,地球受到的引力是会小一些,因为已经有一部分太阳物质跑到地球轨道以外去了……】

这是想当然还是经过计算的结果?或许可以考虑两种简化之后的极端情况:1、太阳的物质都集中在其质心上;2、太阳的物质都集中在以太阳质心为圆心、大于日地距离为半径的一个圆环上,计算一下引力是否不同来证明或证伪。由于本人离开高数是时间太长,连微积分都忘了,很惭愧。

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球体算引力时可以等效为球心处的质点
所以只要①太阳质量没有明显变化②太阳体积尚未扩展到地球轨道
太阳对地球的引力就不会明显改变

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