ЭВОЛЮЦИЯ СОЛНЦА И ЕГО ПЛАНЕТНОЙ СИСТЕМЫ


Солнце примерно втрое моложе известной нам части Вселенной, возраст которой определяют по температуре реликтового излучения и считают близким к 15 млрд. лет. Оно возникло около 4,7 млрд. лет тому назад. Возраст Земли по различным изотопным определениям оценивается лишь немногим меньше солнечного — не более 4,6 млрд. лет. Разница в возрасте наших звезды и планет столь невелика, что уместно говорить об одновременности их возникновения.
Незначительное перемешивание вещества поверхностных слоев и недр Солнца позволяет догадываться о химическом составе первоначального межзвездного газопылевого сгустка, из которого образовалось Солнце. Обилие в его поверхностных слоях тяжелых элементов, присутствующих и на Земле, и в метеоритах, свидетельствует о том, что протосолнечное вещество уже глубоко эволюционировало в составе каких-то более древних звезд Галактики. По этим признакам Солнце относится к третьему поколению ее звезд. Из более древних звезд вещество исторгалось и рассеивалось в межзвездном пространстве, а затем под воздействием сложных турбулентных движений в галактических магнитных полях вновь стягивалось в обширные разреженные облака газа и пыли. Трудно сказать, как именно шел этот процесс. Накоплено множество количественных характеристик различных галактических образований; единая же непротиворечивая картина поведения вещества в Галактике в виде стройной теории еще не вырисовывается.
Существует теория, согласно которой звезды с массами, близкими к массе Солнца, формируются из облаков межзвездного газа и пыли с характерным (типичным) размером порядка 1017 м. Различные скорости вращения компонентов плоской и сферической составляющих Галактики вызывают вращение такого облака со скоростью, достигающей на его поверхности приблизительно 0,1 км/сек. Как только газопылевой сгусток выделяется в среде Галактики посредством его общего вращения, начинается неизбежное гравитационное сжатие его вещества конденсация с формированием относительно небольшого числа дискретных, постепенно уплотняющихся тел. В них концентрируется основная часть вещества протозвездного облака.
Независимое вращение газовых и пылевых частиц облака сопровождается случайными соударениями, в процессе которых частично рассеивается обращающаяся в, тепло кинетическая энергия соударяющихся тел. Частицы сближаются друг с другом, гравитация нарастает, и в конце концов они слипаются подобно снежинкам, образующим хлопья снега, которые в определенных условиях, под действием других сил способны превращаться в комья и более крупные агломерации снега. Однако при конденсации газопылевого облака диссипация (рассеяние) его кинетической энергии незначительна. Моменты количества движения сохраняются в основе, постепенно перераспределяясь среди растущих тел обратно пропорционально их массам. Из таких сгустков-облаков образуются, как правило, кратные звезды, точнее, звездные системы: двойные, тройные, четверные и более сложные. Компоненты подобных систем движутся вокруг их общего центра масс в соответствии с известными законами Кеплера. Малые тела движутся, вообще говоря, с большей скоростью по орбитам больших радиусов, тогда как крупные обращаются с меньшей скоростью по орбитам меньших радиусов. Есть основания одиночные звезды, не входящие в состав кратных систем, рассматривать скорее как исключения в Галактике и других подобных звездных системах. Их несколько меньше, чем звезд кратных систем.


Диплом купить и нет никаких проблем с устройством на работу. Есть всегда причины, например, потеря, пожар и т.д. Проще купить чем бюрократическая волокита.


Звездная статистика показывает, что время конденсации кратных звезд нарастает значительно быстрее, чем время сокращения протозвездных масс. В протозвездных туманностях с массами в несколько десятков солнечных масс крупные звезды — во много раз больше солнца — формируются путем гравитационного сжатия примерно в тысячу раз быстрее, чем это происходило с Солнцем. Звезды с массами, составляющими около половины солнечной, гравитационно сжимаются примерно вдесятеро дольше, чем Солнце. Вместе с тем кратные звезды обладают массами, превышающими солнечную. Значит, их формирование происходило много быстрее, чем гравитационное сжатие Солнца. Иначе говоря, кратные звезды суп, продукты мощных скоротечных процессов. В таких ситуациях стремительная — по галактическим меркам — конденсация протозвездного вещества сопровождается очень быстрым перераспределением момента количества движения. В результате возникает не один, а несколько центров конденсации, а вещества в сгустке оказывается достаточно для возникновения столь массивных тел, что помимо энергии гравитационного сжатия, обеспечивающей сравнительно низкие температуры, в них возникают термоядерные реакции. В ходе этих реакций сначала выгорает дейтерий и другие легкие элементы (литий, бериллий, бор), а затем начинаются реакции, идущие в условиях более высоких температур и давления, протон — протонные или углеродно-азотные. В массивных звездах протекают более энергичные процессы, чем в звездах малых масс. Именно среди них вспыхивают новые и сверхновые, в недрах которых генерируются тяжелые элементы, которые позже рассеиваются в межзвездном пространстве.
По своим звездным характеристикам Солнце относится к звездным карликам сравнительно невысокой светимости. Протосолнечная туманность, очевидно, обладала небольшой массой, и процессы гравитационного сжатия в ней шли весьма спокойно.
Несколько замедленное формирование Солнца в условиях ограниченных размеров протозвездной массы его газопылевого сгустка обеспечило возникновение одиночной звезды. В ней сконцентрировался практически весь момент количества движения этого сгустка. Молодое Солнце, с пока еще незначительной светимостью, сформировалось как быстро вращающееся небесное тело. Экваториальные области молодого Солнца вращались вокруг его оси со скоростью около 100 км/сек. При продолжающемся сжатии нарастание угловой скорости привело к гравитационной неустойчивости его приэкваториальных областей. От экватора началось истечение еще сравнительно холодного протозвездного вещества, с которым уносился от Солнца избыточный для гравитирующего тела момент количества движения. К концу периода гравитационного сжатия в недрах Солнца начались протон -протонные реакции. Их энергия и противостояла гравитационному сжатию. По видимому, на этой стадии молодое Солнце еще оставалось быстро вращающейся звездой. Другие звезды того же класса, что и Солнце, находящиеся в той же стадии звездного развития, предположительно вращаются со скоростью до нескольких десятков километров в секунду. В настоящее время скорость вращения точек на солнечном экваторе составляет всего 2 км/сек. Торможение вращения Солнца ныне связывают с замыканием его магнитного поля уже не с межзвездной средой, а с его планетной системой, которой и передано 98% момента количества движения Солнечной системы. Можно думать, что вычленение ее из межзвездной среды завершилось с началом протон — протонных реакций в недрах Солнца, качественным усилением его магнитного поля и сбросом газопылевого протопланетного, облака. Это облако положило начало магнитогидродинамическому торможению нашего светила внутри собственной планетной системы.
Сброшенное со звезды протопланетное облако первоначально должно было вращаться весьма медленно. Его строение, скорее всего, напоминало кольца Сатурна, расположенные как внутри, так и за пределами солнечной зоны приливной неустойчивости. В нем имелись принципиальные условия для аккреции мелкодисперсной газопылевой материи в крупные тела. Создавшуюся ситуацию можно уподобить миниатюрной модели конденсации звезд в протозвездных сгустках вращающейся спиральной Галактики. В этой модели Солнце играет роль ядра системы, а его магнитное поле — роль галактического магнитного поля; только отношение масс и напряженности поля качественно изменены в пользу центрального тела.
Если бы аккреция планет Солнечной системы совершалась по законам межзвездной галактической среды, то Солнце и до сих пор было бы окружено газопылевым облаком, так как его масса составляла бы — по более реальным моделям — всего 1/10% массы Солнца. Из теории эволюции звезд известно, что скорость гравитационного сжатия очень сильно зависит от величины гравитирующей массы. Звезды с массами, на порядок превышающими массу Солнца, сжимаются со скоростью, превышающей конденсацию Солнца на три порядка. Звезды же вдвое меньшей массы сжимаются уже на порядок медленнее. Формирование одного — единственного второго компонента Солнечной системы, который вобрал бы нею массу протопланетного облака, должно было бы длиться — по законам межзвездной среды — много больше всего времени существования Солнца. Теоретические же расчеты показывают, что аккреция Земли длилась ОКОЛО 1/ 3*10 в восьмой степени,( млн. лет, т. е. темпы аккреции планет были исключительно велики. Понять ее без привлечения какого-то механизма воздействия со стороны центрального тела системы, в котором в настоящее время сосредоточено 99,9% ее массы, представляется невозможным. Весьма вероятно, что определяющее влияние связано с мощным магнитным полем Солнца.
Сброс газопылевого протопланетного облака с неспешно конденсировавшейся звезды радикально изменил режим эволюции Солнечной системы. В этом облаке замкнулись магнитные силовые линии поля Солнца, ранее уходившие в межзвездную туманность. Недра этой туманности породили Солнечную систему, что предопределило окончательное обособление ее в межзвездном поле. Этот скачок в развитии Солнечной системы едва ли можно обособлять от неизбежной сепарации конденсирующегося протосолнечного вещества. В предсбросовый период скорость вращениях молодого Солнца, очевидно, прогрессивно нарастала из-за передачи ему значительных Моментов количества движения от частиц, приходивших из все, более удаленных областей протозвездного сгустка. Эти частицы приближались к протосолнцу с большими скоростями и потому относительно недолго находились в зоне ощутимой радиации звезды, еще не обладавшей заметной светимостью. Скорее всего, на этом этапе развития Солнца закладывались основы неоднородности будущего протопланетного облака. Эти частицы, вероятно, были более массивными, так как легкие конденсировались быстрее. Приближаясь преимущественно в экваториальной плоскости, они утяжеляли ее, усиливали ее гравитационную неустойчивость. Не здесь ли находится первопричина различий внутренних и внешних планет Солнечной системы?
Другим следствием этой сепарации, возможно, было соскальзывание из экваториальных областей быстро вращавшегося Солнца частиц, пришедших позднее других из далеких областей протосолнечного сгустка. В первую очередь отделялись более тяжелые частицы, более легкие и пришедшие раньше устремлялись вслед за ними. Впрочем, надо иметь в виду, что в молодом Солнце должна была существовать глубокая конвективная зона и потому к эпохе сбрасывания протопланетного облака под поверхностным утяжеленным слоем могло находиться гомогенизированное вещество разновременной конденсации. В этих условиях трудно ожидать однородности протопланетного облака. Уже в момент его возникновения наиболее массивные (плотные) частицы задерживались вблизи Солнца. Наоборот, более легкие и подвижные уносились от него дальше. Именно с этой особенностью истечения протопланетного вещества представляется разумным связывать высокую плотность Меркурия, почти равную земной плотности, и близкую к ней плотность Венеры, (если принимать ее размеры без толщи атмосферы). Кстати, почти исключительно углекислогазовый состав и высокая плотность венерианской атмосферы могут объясняться обилием свободного железа в протовенерианском сгустке. Ведь его состав был ближе к железным метеоритам, чем ж каменным, т. е. более тяжелым.
Резко различные скорости вращения планет земной группы — близкие к орбитальным периоды у Меркурия и Венеры и высокие — у Земли и Марса (причем у Земли она выше марсианской) — должны исследоваться не только с позиций теории приливного торможения, они должны также рассматриваться исходя из предположения об изначальной неодинаковости моментов количества движения на соответствующих участках протопланетного облака. Можно предполагать, что в процессе аккреции Земли избыточный момент количества движения в данной области воспрепятствовал концентрации в Земле всего Вещества облака, находившегося вблизи современной ее Орбиты. И более легкая его часть вынуждена была агрегироваться вблизи растущей Земли в виде ее крупного и легкого спутника, подобно тому, как это происходит при формировании кратных звездных систем, только много быстрее. При такой трактовке формирования Земли неизбежно следует учитывать быстроту эволюции системы Земля — Луна в начальных этапах ее существования. Мощные приливные силы должны были существенно дополнять другие источники внутренней энергии Земли и Луны (гравитационное сжатие, радиогенное тепло). Эти силы содействовали быстрой дифференциации протопланетного вещества. В результате дифференциации из него постепенно выделялся зачаток металлического земного или расплавленного лунного ядра. Быстрый перевод кинетической энергии самогравитирующих тел в приливных условиях тесных пар в тепловую форму обеспечивал не только энергичный разогрев их центральных частей, но и замедление вращения Земли с удалением от нее Луны.
В то время Юпитер и Сатурн не были гигантами и не им принадлежала ведущая роль в эволюции протопланетного облака. Зачатки этих планет не препятствовали агрегированию дюжины крупных протоастероидных тел в современном поясе астероидов, возникшем позднее в результате дробления этих тел под влиянием выросших Юпитера и Сатурна. Более того, Земля какое-то время была самым крупным и быстро растущим телом Солнечной системы. В ее орбитальной области протопланетного сгустка оказалась сосредоточенной значительная часть пылевой материи, агрегирование которой началось сначала вокруг наиболее плотных планетезималей. Затем этот процесс возник и вокруг более легких тел, так как не было условий передачи вовне момента количества движения, приходившегося на эту область протопланетного вещества. Велика вероятность возникновения на околоземной и земной орбитах кратных планетных систем, приливное взаимодействие которых привело к столкновению, дроблению и перекомпоновке твердой материи в, двойную планету Земля — Луна и выбросу осколков дробления за пределы ее гравитационного поля. К настоящему времени в пределах этого поля нет тел размером более 5м в поперечнике, а на орбите Луны нет спутников с поперечником более 30 м.
Расчеты показывают, что доминирующая роль Земли в эволюции протопланетного облака продолжалась около 60 млн. лет. Затем, после начала аккреции водорода и других летучих элементов на зародышах Юпитера и Сатурна, скорость их роста превысила скорость земной аккреции. Юпитер и Сатурн, достигнув предельной массы в силу законов гравитации, потеряли способность дальнейшей аккреции. Это произошло из-за вычерпывания вещества протопланетного облака. Приливные взаимодействия этих планет с остававшимися мелкими телами выбрасывали последние из зон своей гравитации, в конце концов сомкнувшихся в единую зону. Выброшенные тела пошли на укрупнение далеких планет Солнечной системы.

Навигация

Предыдущая статья: ←

Оставить свой комментарий

Пожалуйста, зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Поиск
Поделись интересным!
Рубрики
Яндекс.Метрика

Посетите наши страницы в социальных сетях!

ВКонтакте.      Facebook.      Google Plus.      Twitter.      YouTube.      Одноклассники.      RSS.
Вверх
© 2017    Копирование материалов сайта разрешено только при наличии активной ссылки   //    Войти