Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Эволюция допланетного диска: а — опускание пыли к центральной плоскости; б — формирование пылевого субднска; в — распад пылевого субдиска на пылевые сгущения; г — формирование иа пылевых сгущений компактных тел (по Б. Ю. Левину, 1964).
дой звезды — её излучение в рентг. и УФ-диапазоиах, общая светимость и интенсивность звёздного ветра. Согласно этим гидродииамич. моделям околосолнечного газопылевого диска, вращающегося вокруг такого активного Солнца, темп-pa в центр, плоскости диска падает с расстоянием от Солица г как составляя
300—400 К иа расстоянии г — 1 а. е. и лпшь десятки кельвинов иа г = 10—30 а. е. Виеш. разреженные слои диска могли нагреваться КВ-излучеиием Солица до весьма высоких темп-p, что вело к потере газа (его рассеянию в межзвёздное пространство). Этому процессу способствовал также интенсивный солнечный ветер.
Эволюция допланетного диска: дииамнчесиие аспекты. При моделировании отд. стадий эволюции диска (рис.) и образования планет большое внимание уделяется иач. стадии — опусканию пылинок к центр, плоскости диска и их слипанию в турбулентном газе. Время опускания пыли и образования пылевого субдиска зависит от интенсивности турбулентных движений в газовой составляющей диска и оценивается в IO4-IOfi лет. При достижении в пылевом слое критич. плотности (рКр~ З Д/0/2ЛГ3) в результате гравитационной неустойчивости пылевой субдиск должен был бы распасться иа множество пылевых сгущений. На разных расстояниях от Солнца времена образования пылевых сгущений и их массы могли несколько отличаться, но, по оценкам, в ср. их массы были близки к массам крупнейших совр. астероидов. Столкновения сгущений вызывали объединение (и сжатие) большинства из них н образование компактных тел — плаиетезима-л е й. Этот процесс, с космогоиич. точки зрения, был таиже весьма быстрым (й IO6 лет).
Следующий этап — аккумуляция планет из роя планете зима лей и их обломков — занял гораздо больше временя (IO7-IOe лет). Численное моделирование позволяет определять одновременно распределение
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
масс и скоростей допланетных тел. Сначала тела двигались по круговым орбитам в плоскости породившего их пылевого . слоя. Они росли, сливаясь друг с другом и вычерпывая оиружающее рассеянное вещество (остатки «первичной» пыли и обломки, образовавшиеся в процессе столкновений плаиетезималей). Гравитац. взаимодействие тел, усиливавшееся по мере их роста, постепенно изменяло их орбиты, увеличивая ср. эксцентриситет и ср. наклон к центр, плоскости дкска. Наиб, массивные тела оказались зародышами будущих планет. При объединении в планеты миогкх тел произошло усреднение их индивидуальных характеристик движения, и поэтому орбиты планет получились почти ируговыми и иомплаиариыми. Оценённые аналитически и получаемые в численных расчётах относит, расстояния между планетами, их массы и общее число, периоды собств. вращения, найлоны осей, эксцентриситеты и наклоны орбит удовлетворительно согласуются с наблюдениями.
Процесс образования планет-гигаитов был более сложным, многие его детали ещё предстоит выяснить. Их образование осложнялось длительным присутствием газовой компоненты и эфф. выбросом вещества во внеш. зоиы и даже за пределы CC. Согласно моделям, образование Юпитера и Сатурна протекало в два этапа. На первом этапе, длившемся десятки мл и. лет в области Юпитера и оиоло ста млн. лет в области Сатурна, происходила аккумуляция твёрдых тел, подобная той, что была в зоие плаиет земной группы. Когда крупнейшие тела достигали иек-рой критич. массы (> 5 Mз, Л/з — масса Земли), начинался 2-й этап эволюции — аккреция газа иа эти тела, длившийся IO6—IO8 лет. Из зоны планет земиой группы газ рассеивался за время ~107 лет, в зоие Юпитера и Сатурна ои оставался иеск. дольше. Образование твёрдых ядер Урана и Нептуна, находящихся иа больших расстояниях, заняло сотнк млн. лет. К этому времени газ из их окрестностей был уже практически потеряк. Темп-ры в этой внеш. части CC ие превышали 100 К, в результате, помимо силикатной компоненты, в состав этих планет и их спутников вошло много конденсатов воды, метана и аммиака.
Малые тела CC — астероиды и комети — представляют собой остатки роя промежуточных тел. Крупнейшие из совр. астероидов (поперечником ^ 100 км) образовались ещё в эпоху формирования плаиетиой системы, а средние и мелкие — в большинстве своём обломки крупных астероидов, раздробившихся при столкновениях. Благодаря столкновениям астероидных тел непрерывно пополняется запас пылевого вещества в межпланетном пространстве. Др. источник мелких твёрдых частиц — испарение и распад кометиых ядер прн пролёте их вблизи Солнца. Ядра комет, по-видимому, представляют собой остатки каменисто-ледяных тел зоиы планет-гигантов. Массы планет-гигантов ещё до завершения их роста стали столь большими, что своим притяжением начали сильно изменять орбиты пролетавших мимо них малых тел. В результате нек-рые из этих тел приобрели очень вытянутые орбиты, уходящие далеко за пределы планетной системы. На тела, удалявшиеся дальше 20—30 тыс. а. е. от Солица, заметное гравитац. воздействие оказали ближайшие звёзды. В большинстве случаев воздействие звёзд приводило к тому, что малые тела переставали заходить в область планетных орбит. Планетная система оказалась окружённой роем каменисто-ледяных тел, простирающимся до расстояний IO4—10Б а. е. и являющимся источником ныие наблюдаемых комет (облако Оорта).
