Формирование звёзд и планет с точки зрения школьной физики. Детальный алгоритм рождения звёзд и появления планет, и следствия из него - страница 14

Шрифт
Интервал


К чему это в итоге приведёт? А к тому, что, начав своё движение где-то на границе облака, молекулы воды быстро (за первые годы) слипнутся в снежинки, нарастят массу и уже через тысячу лет нарастят скорость, и полетят к центру со скоростью порядка сотен метров в секунду, или миллионов километров в год, накапливая в себе вещество тяжёлых элементов. При приближении к центру облака, концентрация мелких частиц будет повышаться, и они станут слипаться в более крупные снежинки или капли, что позволит им эффективно компенсировать уменьшение ускорения свободного падения почти без падения скорости. При этом, исходный орбитальный момент (скорость вращения частиц облака), взятый с периферии облака, станет по мере приближения к центру гаситься и передаваться окружающему газу. Так как в нашем реальном Солнце скорость вращения на экваторе составляет сейчас около 2км/сек, а все планеты вместе имеют в 60 раз больший момент вращения, то в исходном облаке, диаметром порядка ста тысяч диаметров Солнца, скорость вращения должна была составлять порядка 1—3 м/сек на краю облака. Но даже 100 метров в секунду на краю облака диаметром в 10^14 метров не сулит никаких проблем, ибо это создаст центробежную силу с ускорением V^2/R=10^-10 —гораздо меньше гравитационного притяжения. Таким образом, те частицы, которые будут пролетать внутреннюю область облака первыми, будут отдавать свой момент вращения ещё почти неподвижному газу, сами падая к центру облака почти вертикально. Зато частицы, которые будут падать последними, ближе к центру облака станут пролетать в уже быстро вращающемся облаке газа, получать от него момент вращения, и начиная с какого-то момента не смогут достигнуть центра системы, образовав диск снежинок, из которых сформируются планеты. Плюс к тому, забегая вперёд, сразу скажу, что очень быстро большая часть облака будет вынуждена сжаться в шар радиусом 1—10АЕ, а уменьшение радиуса в 10 раз ускоряет вращение в те же 10 раз и повышает центробежную силу в 1000 раз, при том что притяжение возрастает всего в 100 раз.

В результате можно ожидать, что полное время падения первых самых крупных снежинок, начавших движение из внутренних областей облака к его центру составит порядка всего лишь 1—2 тысяч лет, а последние снежинки, мелкого размера и с края облака, будут прилетать к центру за 10—100 тысяч лет, и станут пополнять будущий планетный диск. В любом случае, рассчитанное время прилёта оказывается на 2—3 порядка меньше того, которое бы понадобилось просто чисто газовому облаку для сжатия в звезду. Потому что одна из главных проблем сжатия облака – это высвечивание выделяющейся гравитационной энергии, чтобы снизить температуру и давление внутренних областей газа.