16.4. УДЕРЖАНИЕ ПЕРВИЧНОГО ОБЛАКА

С проблемой переноса момента количества движения тесно связано еще одно серьезное затруднение в приближении Лапласа, а именно проблема удержания облака от действия силы тяготения центрального тела. Как только облако приводится во вращение с кеплеровской скоростью, оно удерживается центробежной силой. Фактически это и есть причина, определяющая кеплеровское движение. Однако ускорение до кеплеровской скорости обязательно займет значительное время, в течение которого удержание облака должно осуществляться каким-то другим способом.

Чтобы избежать этого затруднения, предполагали, что туманность Лапласа имела начальное вращение, так что кеплеровские скорости устанавливались автоматически. Это предположение приводит к чрезвычайно высокому внутреннему моменту количества движения Солнца, который затем переносился от Солнца, как предполагалось, за счет «штормового солнечного ветра». Эта точка зрения теоретически может быть возможна, если применить ее к планетной системе, однако наблюдательные данные по начальному облучению зерен ее не подтверждают (см. разд. 5.5 и 16.2). Применительно к системам спутников предложенный механизм в принципе также терпит неудачу. Одной из причин этого является его несовместимость с изохронностью собственных вращений.

Против силы тяготения плазма может удерживаться магнитным полем, если в плазме течет такой тороидальный ток что сила уравновешивает силу тяготения где полная масса плазмы, подвешенная магнитным полем в любое данное время. Для простоты предположим, что плазма, которую нужно удерживать, распределена по объему тора с большим радиусом и меньшим Если соответственно концентрация и средняя масса частицы плазмы в этом объеме, то условие равновесия запишется в виде.

или

Магнитное поле, создаваемое указанным выше током, в пределах объема тора приблизительно однородно и равно

Еще раз отметим, что если поле существенно превышает В, то дипольное поле должно претерпевать значительные возмущения и будут развиваться неустойчивости. Для сохранения устойчивости поле должно быть порядка В или меньше. Предположим, что Если воспользоваться значением В на экваторе на расстоянии (т. е. ), то из (16.4.3) получим соотношение

определяющее величину дипольного момента необходимую для удержания плазмы. Если то получим для нижнее предельное значение Сравнивая с величиной определяемой соотношением (16.3.9), найдем, что параметры в этих выражениях равны, если больше на коэффициент В случае системы Солнце — Юпитер этот коэффициент равен ; для систем спутников он имеет порядок 105. Отсюда следует, что магнитные поля, требуемые для удержания всей распределенной массы планетной и спутниковых систем, дополненной водородом и гелием в период переноса момента количества движения, оказываются непомерно большими. (Этот вывод не касается сомнений, высказанных в конце разд. 16.3, которые остаются в силе.) Таким образом, не имеется механизма, способного удерживать полную массу плазмы до тех пор, пока она не ускорится и не приобретет кеплеровской скорости.