SETI: Поиск Внеземного Разума

Под влиянием различных внешних воздействий (например, магнитного поля или ударной волны), а также число случайно, в газопылевом облаке могут возникать локальные уплотнения. Силы гравитации стремятся сжать образовавшееся уплотнение, а давление газа препятствует этому. Сила гравитации пропорциональна линейному размеру уплотнения r, а сила давления обратно пропорциональна r. Ясно, что при некотором размере обе силы должны быть равны. Соответствующий размер называется критическим радиусом Джинса (или длиной волны Джинса). Он зависит от плотности, температуры и средней молекулярной массы среды. Если размер уплотнения больше критического радиуса Джинса, уплотнение будет сжиматься. Образующийся сгусток обладает определенным вращательным моментом, так как вещество, из которого он образуется, участвует в общем вращении Галактики. При сжатии скорость вращения возрастает, а это приводит к тому, что массивный сгусток не может сразу сжаться до большой плотности — под действием центробежной силы он разбивается на отдельные фрагменты, которые, в свою очередь, подвергаются фрагментации и т. д. Так, в процессе последовательной фрагментации образуются сгустки вещества с массой порядка массы звезд—это протозвезды. Примером такого газопылевого комплекса, в котором идет процесс звездообразования, является область вокруг известной туманности Ориона.

Рис. 2.1.19. Туманность Ориона. Она является частью гигантского газопылевого комплекса, в котором идет процесс звездообразования

В центре сжимающейся протозвезды плотность вещества выше, на периферии — ниже. Чем выше плотность, гем быстрее протекает сжатие; это, в свою очередь, увеличивает плотность и, следовательно, повышает скорость сжатия и т. д. В результате сжимающаяся протозвезда разделяется на два компонента: компактное ядро и протяженную оболочку. Вещество оболочки, притягиваясь к ядру, непрерывно выпадает на него и увеличивает его массу. Ядро при сжатии нагревается и излучает тепловую энергию. Такая протозвезда, состоящая из ядра и оболочки, наблюдается в виде источника инфракрасного излучения. Мы упоминали о подобных объектах в § 1.12, когда говорили о поисках сфер Дайсона.

Если сжимающаяся протозвезда вращается очень быстро, то на определенном этапе она разделяется на отдельные фрагменты — так образуются тесные двойные системы. Из более медленно вращающихся протозвезд образуются одиночные звезды. При определенных условиях оболочка протозвезды трансформируется в протяженный газопылевой диск, которому передается основная доля вращательного момента. Из такого диска затем формируются планеты. Известно, что в Солнечной системе 98 % вращательного момента приходится на долю планет и лишь 2 % на долю Солнца. Если бы весь момент количества движения принадлежал Солнцу, оно вращалось бы со скоростью 100 км/с на экваторе. С такой скоростью вращаются звезды главной последовательности ранних спектральных классов от O до F. Звезды более поздних спектральных классов от F5 до М имеют такую же, как у Солнца скорость вращения — порядка нескольких км/с. Важно отметить одно обстоятельство: у звезд главной последовательности при переходе от одного спектрального класса к другому все параметры звезды (масса, светимость, температура, радиус) меняются непрерывно, а вот скорость вращения ведет себя иначе. При переходе от звезд B0 к звездам F0 она медленно непрерывно уменьшается, но в районе спектрального класса F5 резко падает до значения нескольких км/с. Это может служить указанием на то, что у звезд спектральных классов от Р5 до М на определенном этапе эволюции сформировался протопланетный диск, которому была передана основная доля вращательного момента протозвезды. Если это так, то все звезды указанных спектральных классов должны иметь планетные системы. Поскольку протопланетный диск образуется на стадии формирования звезды, можно заключить, что образование планет происходит в едином процессе со звездообразованием. Наблюдения последних лет подтверждают этот вывод. Как уже отмечалось выше, планетные системы обнаружены у нескольких десятков звезд[105], причем все они имеют спектральные классы от F8 до М4.