Устойчивость вращающихся масс жидкости - Литтлтон Р.А.
ISBN 5-93972-062-5
Скачать (прямая ссылка):
раза) между угловыми скоростями быстро вращающейся критической фигурой
Якоби и двойной системой. Теперь хорошо известно, что если угловая
скорость двух частиц на круговых орбитах увеличивается в \/2(= 1,414)
раз, частицы просто удалятся друг от друга на бесконечность. Таким
образом, в этом множителе 1,8 заключается ещё одно доказательство того,
что в ходе распада компоненты наделяются скоростью, достаточной для их
полного удаления друг от друга^17-1. Кроме того, необходимая энергия
может быть почти полностью обеспечена начальной компонентой
трансверсальной относительной скорости, как это предполагалось выше при
рассмотрении баланса углового момента.
4. Образование спутников
В соответствии с представленными выше динамическими аргументами, можно
сделать вывод, что при делении меньшая часть массы должна полностью
удалиться из гравитационного поля большей массы. При этом конечная
относительная скорость распределяется между двумя частями согласно
отношению их масс. Предполагается, что большие планеты и представляют
собой части наибольших протопланет, по-
Приложение к космогонии
223
лучившихся в результате такого распада, обусловленного вращением. По
порядку величины рассматриваемые здесь скорости можно оценить по их
значениям для действительных планет. С поверхности Юпитера скорость
удаления равна примерно 60 км/сек, в то время как орбитальная скорость
Юпитера вокруг Солнца равна примерно 13 км/сек, а скорость удаления от
Солнца на данном расстоянии примерно равна 18,5 км/сек. Таким образом,
частица, вылетающая с Юпитера со скоростью 63 км/сек, будет иметь
достаточно энергии не только для того, чтобы покинуть поле планеты, но и
для того, чтобы покинуть солнечную систему1. Аналогично, для Нептуна
скорость удаления с поверхности равна 23 км/сек, в то время как
орбитальная скорость равна 5,43 км/сек, а параболическая равна 7,65
км/сек, так что частица, вылетающая с Нептуна со скоростью 24,3 км/сек
или выше, удалится на бесконечное расстояние. Таким образом,
дополнительная энергия, необходимая для удаления из солнечной системы,
так же как и от планеты, составляет настолько малую долю энергии
параболического или гиперболического отбрасывания, что меньший компонент,
появляющийся в результате вращательного деления, обычно полностью
удаляется и от оставшейся массы, и от Солнца. Хотя, возможно, что это
происходит не в каждом отдельном случае. С другой стороны, скорость
отскока большего компонента будет настолько мала, что на любом расстоянии
от Солнца распад вряд ли обеспечит ему гиперболическую скорость.
Но если рассматривать распад более подробно, то не следует ожидать, что
он будет представлять собой просто деление на две отдельные части,
поскольку вещество тела рядом с местом главного разлома будет обязательно
находиться в окрестности нейтральной динамической точки, от которой
основные массы будут удаляться в противоположных направлениях. Вероятно,
между данными массами протянется также струя, вещество которой будет
иметь скорость в интервале между значениями скоростей основных масс.
Такая струя не будет устойчивой, так что когда основные массы разделятся,
она под действием внутренней гравитации разобьётся на маленькие массы
(осколки или брызги, Б. К.). Те из них, которые находятся рядом с центром
линии малых тел2, будут удаляться от обеих основных масс, в то время как
осколки
1 Поскольку вторая космическая скорость для Юпитера равна 61 км/сек, то
точнее будет говорить о цифре в 63,74 км/сек. - Прим. ред.
2Т. е. с центром симметрии струи. - Прим. ред.
224
Глава X
по краям струи могут и не получить скорости, достаточной для удаления от
ближайшей к ним основной массы. Общее вращение каждого осколка будет,
конечно, определяться орбитальным угловым моментом исходной массы. Таким
образом, большая из оставшихся масс может получить систему малых
спутников, двигающихся вокруг неё на расстоянии, сравнимом с её
размерами, и имеющих то же направление движения, что и вращение основного
тела.
Математический анализ такого процесса неизбежно затрудняют многочисленные
детали, ведь по сути своей вырывание вещества из одного гравитирующего
тела под воздействием другого, а также поля центробежных сил, связано с
движением вещества в нейтральных точках или в их окрестности. В такой
ситуации произвольно малые изменения в начальных условиях могут привести
к произвольно большим отклонениям в итоговых движениях. Ввиду этого,
описание любого процесса, связанного с перераспределением материи под
действием силы притяжения, оказывается весьма непростым. Поэтому ключ к
разгадке многих космогонических процессов оказывается скрыт своего рода
пеленой математической неопределённости. Иногда более действенными здесь
могут оказаться даже не прямые, а косвенные методы, носящие частный
характер. Примером аргументов такого рода является анализ различий
состава и размеров четырёх внутренних и внешних планет. Оба этих свойства
