16.6. ВЫВОДЫ ОТНОСИТЕЛЬНО МОДЕЛИ
Теперь мы можем снова сформулировать требования к нашей модели следующим образом.
1. Выпадение газа в окрестность центрального тела должно происходить таким образом, чтобы можно было объяснить
Рис. 16.6.1. Схема ряда гетегонных процессов, приводящих к образованию вторичных тел вокруг вращающегося намагниченного центрального тела 1 (масштаб не соблюден). Двухполюсный магнит размещенв центре центрального тела и ориентирован вдоль оси вращения 2. Газ, выпадающий из «бесконечности» (3) в окрестность центрального тела, ионизуется путем столкновений с замагниченной плазмой, когда скорость его свободного падения превысит критическую скорость для ионизации, и затем ионизованный газ остается в магнитном поле во взвешенном состоянии. Вращение и магнитное поле в сочетании с проводящей плазмой, окружающей центральное тело, приводят к гомополярной э. д. с, вызывающей протекание тока в плазме. Этот ток совместно с магнитным полем В приводит к возникновению силы переносящей вращательное движение от центрального тела к окружающей плазме. Кроме того, ток приводит к образованию областей газа, похожих на протуберанцы (за счет пинч-эффекта), которые плотнее и холоднее окружающих областей; в них происходит конденсация зерен. За счет эффектов вязкости совокупность зерен развивается в ряд струйных потоков, в то время как газы, не способные конденсироваться, образуют тонкий диск в экваториальной плоскости (5). 6 — гигантские протуберанцы (области образования зерен); 7 — ионизация и остановка выпадающего газа; 8 — струйные потоки, в которых образуются вторичные тела (планеты или спутники); 9 — дипольное магнитное поле.
распределение плотности в Солнечной системе. Это условие удовлетворяется с помощью механизма выпадения, который будет рассмотрен в гл. 21. Коротко говоря, смысл этого механизма заключается в том, что нейтральный газ, падающий под действием силы тяготения по направлению к центральному телу, становится ионизованным при достижении им критической скорости для ионизации. Ионизация не позволяет ему приблизиться к центральному телу, и плазма оказывается взвешенной в магнитном поле.
2. От центрального тела к плазме происходит перенос момента количества движения. Возникает состояние частичной коротации, которое будет рассмотрено в гл. 17.
3. В результате конденсации нелетучих веществ плазмы образуются зерна с такими химическими и структурными особенностями, какие свойственны первичным компонентам в метеоритах. Конденсация должна происходить в среде, пронизанной в случае планетной системы магнитным полем порядка [84, 87, 88]. Однако существует также вероятность того, что основная часть исходных зерен имеет межзвездное происхождение и захватывается электромагнитными силами в околосолнечную плазму.
4. Зерна должны приобрести динамические свойства, обеспечивающие их движение по эксцентрическим кеплеровским орбитам, с тем чтобы удовлетворялись условия для планетезимальной аккреции. Системы многих частиц в этом состоянии называются струйными потоками; характерный баланс энергии и массы в таких системах описаны в гл. 6 и 12.
Плазменное состояние неизбежно сосуществует со струйными потоками. Зерна и плазма, из которой они конденсируются, будут взаимодействовать. Поскольку совокупность движущихся по орбите зерен имеет «отрицательный коэффициент диффузии» [59, 60], зерна, первоначально распределенные в данном объеме, будут стремиться образовать ряд отдельных струйных потоков. Как только струйный поток сформируется, он будет собирать новые зерна по мере их конденсации в его окрестности. Внутри струйных потоков зерна объединяются в большие тела и в конечном счете — в планеты и спутники. Схема различных процессов приведена на рис. 16.6.1. В экваториальной плоскости имеется ряд струйных потоков, соединяющихся с центральным телом плазменными областями, которые до некоторой степени подобны существующим в настоящее время солнечным протуберанцам, но имеют намного большие размеры, если центральным телом является Солнце. Мы будем называть эти области гигантскими протуберанцами.