1924 Джинс, Происхождение Солнечной системы (1119301), страница 5
Текст из файла (страница 5)
_ . „ . или попг~> т -" е - высота прилива оыла оы совершеннонезначительна с точки зрения космогонии. Пока дело обстоит так.приливное взаимодействие между отдельными звездами приходится признать несущественным в космогонии, если только случайно эти днозвезды не пройдут на исключительно близком расстоянии одна от другой.Возможно, следовательно, что наше Солнце стало жертвой такойисключительно близкой встречи. Нет никаких оснований считать такойслучай a p r i o r i невероятным.
В результате такой близкой встречи,как увидим, могла создаться система, во многом напоминающая нашу•солнечную.Наши вычисления вероятностей основывались на ошибочном допущении, что условия звездного мира оставались подобными современным за период миллиарда лет. Заглядывая в далекое прошлое вселенной, мы встретим эпоху, когда все условия резко отличались от•современных. Мы дойдем до эпохи, которую мы уже исследовали, ии которой Солнце еше не приобрело своих нынешних характерных черт.Оно являлось одним из спутников в венце спиральной туманности,движущимся вместе с тысячами подобных же сгустков. Его плотностьбыла несравненно меньше современной, а его размеры — соответственнобольше.
Оно было, стало быть, гораздо ближе к своим соседям, чем•сейчас. В этот древний период его существования приливный эффект,вызываемый его соседями, был огромный; коснемся этого ближе.Вообще говоря, при прохождении одной звезды вблизи другой,прилив исчезает, как только приливообразующее тело удаляется. Дажеее ш светила сближались так тесно, что высота прилива превышаларадиус первой звезды, то, после удаления второй, первая вновь принимает свою начальную сферическую фо}му.
Но существует предел, закоторым первоначальная форма уже не может быть восстановлена.Предельное расстояние зависит, прежде всего, от массы возмущающего тела; в меньшей степени оно зависит от скорости вращения,236ДУ>\ДЖТШСформы и распределения плотности первой звезды; слегка зависит онотакже и от скорости одной звезды относительно другой. Достаточноправильное представление о ходе событий мы получим, если вообразимпервую звезду окруженной некоторой фиктивной сферой, радиус которой зависит от массы возмущающей звезды.
Если ее масса равн ιмассе первой звезды, то радиус воображаемой сферы будет равен 2:/4 действнте тьным радиусам первой звезды; если возмущающая звезда в восемь раз тяжелее первой, то радиус воображаемой сферы будет превышать действительный радиус первой звезды в 41/3 раза. До тех лор, покацентр проходящей звезды минует первую звезду в л е такой воображаемой сферы, прилив исчезает но удалении возмущающих сил, но кактолько центр возмущающей звезды проникает внутрь воображаемойсферы, так начинаются совершенно новые явления.При приближении возмущающего тела, прилив вздымается всек и т е и выше, при чем в наивысшей его точке сила притяжения к центрупервой звезды все убывает и убывает.
В то же самое время притяжениек центру возмущающего тела начинает сказываться все сильнее и сильнее. Наконец, как раз, когда центр проходящего тела движется по периферии критической сферы, гравитационные силы обоих тел, воздействующие на прилив, уравновешивают друг друга, — этим условием и определяются размеры критической сферы. Если проходящая звезда пронизываетэту сферу, то частицы приливной волны отрываются от первой звезды, иборезультирующая гравитационная сила теперь уже направляется в сторонувозмущающего тела. В результат*;, в точке наивысшего прилива отрывается струя или клубок газа.
Каждая выброшенная частица газа начинает двигаться под совместным действием первой и второй звезд, изадача определения ее орбиты является частным случаем задачи о трехтелах, которая, к несчастью, неразрешима. Но, вообще говоря, путьвыброшенной материи, испытывая различные искривления, будет всевремя лежать в плоскости, содержащей орбиту возмущающей звезды.Если бы такоэ выбрасывание) материи из Солнца произошло простопод влиянием вращения и сжатия, то гравитационного притяжениябыло бы, как мы видели, недостаточно для противодействия упругомурасширению газа, и материя быстро рассеялась бы в пространстве.В случае, исследуемом нами теперь, условия по существу совершеннодругие: сжатие при испускании тепла есть процесс очень медленный,а катастрофа, связанная с приливом, может произойти очень быстро.Эффект вращения звезды проявится через тысячи лет, тогда как десятка лет вполне достаточно для того, чтобы приливообразующее телоявилось, сделало свое дело и удалилось прочь.
Газовая струя, выделяемая при увеличении скорости вращения, чрезвычайно тонка; струя,выбрасываемая при приливной катастрофе, может легко существоватьсамостоятельно, и ее гравитационного поля вполне достаточно, чтобыона могла сконденсироваться в компактную массу.ПГОИСХОЖДЕПНЕСОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ237Коли гравитация в состоянии совершить это, то она .может такжеразбить струю на отдельные сгустки, как это бывает при конденсацииспиральных туманностей. Но здесь надо принять во внимание существенное различие. Сжатие туманностей — медленный, вековой процесс.Год за годом, столетие за столетием продолжается истечение струй однородной формы — процесс можно сравнить с плетением веревки. Ноприливная катастрофа, напротив, протекает быстро: в течение немногихлет выделение ; струи начинается, достигает максимального развитияи затем прекращается.
Когда струя такой формы распадается, она образует не длинную цепь одинаковых масс, но небольшое количество масснеодинаковых. Естественно предположить a p r i o r i , что наибольшиемассы возникнут из центральных частей нити, более богатых материей.а наименьшие —• из конечных частей, где материя сильнее всего разрежена. Это предположение может быть подтверждено тем фактом, чтонаибольшие планеты нашей солнечной системы.
Юпитер и Сатурн,находятся близко от средины ряда всех планет.Если приливной катастрофой можно объяснить происхождениепланет, то, очевидно, можно в общих чертах объяснить и происхождение их спутников. В самом деле, тотчас же вслед зарождением какой нибудь планеты, например, Юпитера, возникнут те же начальные условия,но воспроизведенные и миниатюре. На долю Юпитера выпадает теперьсудьба Солнца, при чем либо одна из соседних звезд, либо само Солнцевызывают на нем прилив и связанную с ним катастрофу. Так как Юпитер,Солнце и возмущающая звезда двигались в одной и той же плоскости —в плоскости орбиты Юпитера, то его спутники должны после своеговозникновения также двигаться в этой плоскости, что и подтверждаетсянаблюдением.Пока мы исследуем наш вопрос в общих чертах естественно думать,что процесс может итти так все дальше и дальше, от одного рожденияк следующему рождению, что каждый член семьи спутников можетпроизвести еще меньшие спутники, которые будут вращаться вокругнего — и так до бесконечности.
Но внутреннее чутье подсказывает,что так не может продолжаться без конца: должен быть какой-топредел. Точное вычисление подтверждает доводы этого внутреннегочувства, но показывает, что мы перешли бы этот предел, если бы прилагали ко всем спутникам один и тот же метод рассуждения. Я ужеупоминал о математической формуле, которая позволяет вычислить массытел, образовавшихся при конденсации венца спиральных туманностей.Та же формула послужит нам и для вычисления масс планет, возникшихиз струй, выброшенных Солнцем.
Предположим, что в эпоху катастрофырадиус Солнца равнялся радиусу орбиты Нептуна, а потому его плот12ность была 5,5 χ 10 . Допустим, что в середине выброшенной струисредняя плотность была в десять раз меньше, т.-е. δ,5 χ 10- 13 . Допустимдалее, что температура выброшенной материи соответствовала молоку-;•/;/,-. ^-J'23*4лирным скоростям 4 χ 10 . какими обладают молекулы водорода иликислорода вблизи их точек кипения. Тогда наша формула покажет, что.масса планет, образовавшаяся из средних частей струи, должна быть30около 10 %р., — т.-е.
средней между массами Юпитера и Сатурна.С удовлетворением отметим, что наши рассуждения, на которых основывались вычислении, не привели нас к ошибочным выводам, и чтонамеченный нами путь оказался правильным. Для подтверждения „приливной"' теории рождения этих планет, мы могли бы обратить ход вычислений и, задавшись их современными известными массами, вычислитькакова должна была быть плотность материи, их породившей.Разумеется, такого рода обратные вычисления применимы не толькок Юпитеру и Сатурну; если гипотеза приливов верна, то такие жевычисления можно проделать и по отношению ко всем планетам и ихспутникам. Например, нервы· пять спутников Сатуг на обладают массой23около 5 χ 10 цк наши вычисления показывают, что, если бы этиспутники сконденсировались из газовых струй, выброшенных Сатурном,то плотность этого газа должна была бы лежать в пределах от плотности свинца до миллион раз большей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
