15.5. ТРЕБУЕМЫЕ СВОЙСТВА МОДЕЛИ

В части Б исследовалась аккреция зерен в астероиды, планеты и спутники. В разд. 11.7 были определены некоторые свойства, которыми должны обладать зерна. Здесь мы попытаемся найти модель процесса, обеспечивающего необходимую исходную совокупность зерен для процесса аккреции. Как мы установили, условия для такой модели в основном заключаются в следующем.

1. В окрестности центрального тела должно образоваться большое количество зерен, которые движутся по кеплеровским орбитам в направлении, совпадающем с направлением вращения центрального тела. Это подразумевает перенос момента количества движения от центрального тела к окружающей его среде (гл. 16 и 17).

2. Орбиты зерен первоначально ограничиваются эллипсами со значительными эксцентриситетами. В разд. 11.7.4 было высказано предположение, что возможны значения или

3. Строение и химический состав этих зерен должны соответствовать тем компонентам метеоритов, которые, по-видимому, являются первичными конденсатами; более того, их состав также должен соответствовать составу тел, образовавшихся из них впоследствии путем аккреции (т. е. тех тел, которые мы наблюдаем сейчас) (гл. 20—22).

4. Объемная плотность вещества должна изменяться так, как показано на рис. 2.5.1-2.5.4. Это означает, что мы не можем принять распределение плотности, хоть сколько-нибудь напоминающее однородный диск Лапласа. Наоборот, как вокруг планет, так и вокруг Солнца должны иметься области с высокой плотностью, окруженные (или разделенные) областями с много меньшей плотностью.

5. Перенос момента количества движения является неизбежно медленным процессом; поэтому среда, подлежащая ускорению, должна удерживаться от действия силы тяготения центрального тела до тех пор, пока центробежная сила не окажется достаточно большой и сможет уравновесить силу тяготения (разд. 16.4).

6. Орбитальная ось каждой системы близка к оси вращения ее центрального тела. Таким образом, несмотря на тот факт, что ось вращения Урана наклонена на 98°, все его спутники лежат в экваториальной плоскости планеты, а не в плоскости эклиптики.

Условия 1, 5 и 6 в особенности наводят на мысль о том, что в искомой нами модели необходимо использовать магнитогидродинамические силы. Действительно, хорошо известны магнитогидродинамические процессы, которые способны переносить момент количества движения от намагниченного вращающегося центрального тела к окружающей плазме [5; 23, стр. 109]. Кроме того, магнитные поля могут удерживать плазму несмотря на действие тяготения [23, стр. 111] по крайней мере в течение определенного времени (до тех пор, пока не разовьются неустойчивости). Однако, как будет показано в гл. 16, масса, которая может находиться во взвешенном состоянии за счет магнитных полей приемлемой величины, на несколько порядков меньше полной распределенной массы Солнечной системы. Это означает, что плотность вещества в облаке в любое данное время гетегонного периода должна быть на несколько порядков меньше плотности полной распределенной массы. Последнее возможно, если плазма непрерывно добавляется к туманности извне и одновременно удаляется из облака за счет конденсации и аккреции. Эта ситуация будет рассмотрена в разд. 16.5.

В последующих главах мы покажем, что и перенос момента количества движения, и удержание облака, и захват или конденсация зерен с конкретными свойствами, наблюдаемыми в метеоритном веществе, могут быть связаны с некоторыми довольно простыми магнитогидродинамическими процессами.