Формирование звёзд и планет с точки зрения школьной физики. Детальный алгоритм рождения звёзд и появления планет, и следствия из него - страница 15

Таким образом, первая особенность моей теории заключается в том, что исходное облако сжимается не как гомогенное (однородное) образование, а сразу же становится гетерогенным – разного химического состава в разных его частях. А вторая отличительная особенность состоит в том, что низкотемпературный газ внешней оболочки облака высвечивает энергию очень плохо, зато летящие сквозь холодный газ быстрые пылинки делают это гораздо лучше, а их спектр излучения свободно выходит сразу из центральных областей облака. Следствием этой особенности становится более высокая скорость гравитационного стягивания облака, а значит значительно более короткое время всего процесса образования звезды.

Теперь, в отсутствие возможности провести моделирование на суперкомпьютере, делаем правдоподобное предположение. Допустим исходно за первые 10 тысяч лет центра облака достигли лишь самые крупные снежинки, которые падали начиная с середины радиуса облака (то есть 1/8 часть объёма), и они вобрали в себя всего 1% всей водяной массы этой части облака (остальные молекулы пока так и остались висеть в облаке, в виде пара или мелких снежинок). Много ли это? Масса облака 10^31кг (полтора миллиона масс Земли – МЗ), «урожай» собрали с 1/8 его объёмной части, 1% от принципиально возможной массы именно воды (плюс примеси десятки процентов), которая составляет порядка 1/100 от полной массы газа. Значит в итоге, центра облака достигли снежинки общей массой только воды около 16 МЗ (масс Земли), примерно 10^26 килограмм, почти как планета Нептун!!! Да, это конечно в основном снежинки, лишь частично состоящие из более тяжёлых элементов (от процентов до десятков процентов), но всё же – очень и очень весомо.

Что же происходило в момент прилёта этих снежинок в центр? Характерная интенсивность прилёта массы снежинок за 10 тысяч лет составила в среднем порядка 3*10^14 килограмм в секунду, или – ежесекундно кубик льда с размером ребра в 7 километров! Упрощая расчёты, примем скорость прироста массы постоянной. Сперва в центре стал образовываться снежок – протосолнце, причём вначале чуть теплее окружающего космоса, ибо снежинки падали со скоростью порядка 100—500м/сек (энергия 5—100кДж/кг или повышение температуры на 5—100 градусов), и они от этого тут же начали слипаться, не давая разлететься. Разумеется, получившаяся центральная масса сразу же стала интенсивно притягивать к себе подлетающие хлопья снега – уже через секунду первый же суперснежок диаметром в 7км обладал ускорением свободного падения на своей поверхности около 2мм/сек^2, то есть в тысячи раз больше чем на периферии облака. До размера в 1000км он дорос примерно за три миллиона секунд, или 5 недель, и с этого момента ускорение на поверхности составило уже порядка 1м/сек^2, и соответственно, каждый падающий килограмм снега приобретал только на конечном участке полёта энергию около одного мегаджоуля. А при достижении размера Земли (за 300 лет, диаметр 12тыс. км) уже и 100МДж на килограмм. Значит, уже начиная с размера протосолнца в 1000км, ни о каких снежинках на последнем этапе падения больше не было и речи – энергии падения снежинок хватало не только на их разогрев и плавление, но и на испарение большой части воды и летучих газов в полёте, а оставшаяся после испарения грязь создавала твёрдый слой, не позволявший веществу выходить из центра протосолнца наружу – ибо скорость падения снега (до вычета испаряющейся воды) составляла около полуметра льда в секунду (корку такой толщины дал бы лёд массой 3*10^14кг, выпавший на планетоид радиусом 1000км). Таким образом, уже через месяц после появления, протосолнце стало напоминать планету Океан, только очень горячую. А к концу первого года от воды на поверхности не осталось и следа – осталась одна лишь каменная твёрдь, причём с температурой в сотни градусов, окружённая облаком перегретого пара, в котором все прилетающие снежинки начинали плавиться уже на высоте сотни тысяч километров, массово слипались в комки грязи, на лету высыхали, и при падении выделяли остатки энергии, которая шла на плавление породы. Испарённая вода и прочие летучие газы поднималась на огромную высоту, блокируя возможность выпадения лёгких водорода и гелия, но уже не могла улететь от протосолнца навечно из-за его сильного притяжения.