Space Exploration Technologies

Изменения представлений о протозвездах - часть 4

Вернемся теперь к протозвездам малой массы (не больше Мс}. Их светимость не настолько велика, чтобы излучение могло "сдуть" часть оболочки и сократить тем самым продолжительность фазы аккреции. Однако звездный ветер у этих объектов может возникнуть по другой причине. Как показывают расчеты К. Уинклера и М. Ньюмена, а также других теоретиков, максимум в распределении температуры у протозвезд малой массы находится не в центре, а на фронте ударной волны. Когда температура в этой области поднимется до величины порядка 1 млн. К, там начнутся термоядерные реакции выгорания дейтерия: D2 + Н1 = Не3.

С энергетической точки зрения эти реакции не играют практически никакой роли из-за низкого содержания дейтерия в межзвездной среде. Однако их начало приводит к появлению на границе ядра конвективной зоны, которая затем распространяется вглубь. Можно предположить, что конвекция во внешних слоях приведет к генерации магнитного поля и возникновению звездного ветра, подобно тому как это происходит на Солнце.

Энергия, уносимая звездным ветром, может быть гораздо меньше энергии, уносимой излучением, но при. этом давление на вышележащие слои звездный ветер создаст существенно большее. К сожалению, описанный выше механизм не получил пока количественного обоснования прежде всего потому, что для генерации поля1 кроме наличия конвекции, необходимо, чтобы проток-звезда вращалась вокруг оси, а о вращении протозвезд. мы почти ничего не знаем.

Поскольку проблема вращения представляет самостоятельный интерес, о ней следует поговорить особо, Наблюдения показывают, что отдельные глобулы и мог пекулярные облака вращаются вокруг своей оси с периодом 10 - 100 млн. лет. В зависимости от того, какую долю составляет кинетическая энергия вращения от тепловой и гравитационной энергии облака, его дальнейшая судьба может сильно варьировать.

Предположим, что в процессе сжатия момент количества движения облака сохраняется, хотя, как мы уже видели, это может быть и не из-за влияния магнитного поля. Тогда по мере сжатия скорость вращения облака должна возрастать. Одновременно должны, возрастать и центробежные силы, которые заставляют облако сплющиваться в направлении, перпендикулярном оси вращения. Если в исходном состоянии облако вращалось достаточно быстро, центробежные силы вскоре остановят сжатие, лишь слегка изменив форму облака (похоже, что ряд глобул находится сейчас именно, в таком состоянии).

Если же первоначальная кинетическая энергия, связанная с вращением, была не очень велика, то расчеты показывают, что изотермическое сжатие . приводит к образованию центрального ядра, вокруг которого формируется кольцо. Чем быстрее вращается, облако перед началом сжатия, тем больше масса сосредоточивается в кольце - при определенных параметрах она может значительно превышать массу центрального ядра. Возникшая кольцевая структура, по-видимому, неустойчива и распадается на несколько фрагментов, которые образуют кратную систему. При этом основная доля исходного углового момента переходит в орбитальный момент, и сами фрагменты могут вращаться вокруг оси сравнительно медленно.

Эволюция этих медленно вращающихся тел звездной массы или облака, начальный момент количества движения которого не превышает величину 1052 г·см2/с, представляет особый интерес. В этом случае вокруг центральной протозвезды должен образоваться маломассивный (протопланетный?) диск. Естественно, наибольшее количество расчетов было выполнено для сжатия медленно вращающегося облака солнечной массы. Вырисовывается следующая качественная картина.

Вначале протопланетный диск был почти на порядок меньше размеров современной Солнечной системы. Вязкое трение газа в диске приводит к тому, что внутренние области диска падают на протозвезду, а внешние слои, наоборот, удаляются от протозвезды все дальше и дальше. При этом система диск-звезда погружена во внешнюю непрозрачную оболочку, как и в случае сферически симметричного коллапса. В какой-то момент оболочка должна стать прозрачной для оптического излучения, и протозвезда превратится в молодую звезду,. окруженную диском.

предыдушее