Звезды и звездные группировки в нашей Галактике. Суркова Л.П. - 49 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

грав. газ.давл.
FF
322
грав.
2
G ρG4 4
Fgρ IRg ρR πR ρπGρ R,
RR3 3
=⋅== = =
M
M
газ.давл.
A
F ρT.
µ
Тогда
22
4A
πGρ R ρT,
откуда
3AT
R
4πρ
°
.
(15.1)
Радиус равный правой части формулы (15.1) называется радиусом
Джинса
Дж
3AT
R
4πρ
°
.
(15.2)
массу Джинса найдем по формуле
3
Дж Дж
4
πR ρ.
3
=M
Подставляя формулы (15.2), получим
Дж
R
3
Дж
3AT
.
4πρ
⎛⎞
=
⎜⎟
⎝⎠
M
(15.3)
Флуктуации плотности, массы которых превосходят джинсовскую
массу, будут сжиматься под действием силы гравитации. Сделаем
численную оценку и Подставляя в формулы (15.2) и (15.3)
Дж
R
Дж
.M
20 18 3
ρ 10 -10 гсм,
−−
T 30K,°
µ0,0023кг моль,
(
)
7
A8,3110эрг моль град ,=⋅
12
Дж
R10км 6000 а.е.,∼∼
находим
(
)
Дж
0,5 10 .
MM
Таким образом, гигантские молекулярные облака оказываются
неустойчивыми относительно распада на сгустки больших размеров.
Теперь понятно, почему звезды должны образовываться группами-
скоплениями: иначе трудно удовлетворить критерию Джинса в реаль-
ных условиях межзвездной среды.
Образование звезд. Процесс рождения звезд начинается с фраг-
ментации протяженного молекулярного облака под действием гра-
витационных сил. Допустим в газопылевом облаке образовалось уп-
лотнение с радиусом большим радиуса Джинса. В процессе его сжа-
тия плотность возрастает, температура понижается, так как при уве-
личении плотности возрастает частота столкновения молекул, при
этом они возбуждаются и излучают электромагнитные волны, кото-
рые уносят энергию. Газ остывает. Таким образом, давление газа не
49
                                       Fграв. ≥ Fгаз.давл.
                          GM ρG 4 3             4
Fграв. = M ⋅ g = ρ ⋅ I ⋅ R ⋅ g = ρR
                               2
                                  =    ⋅ πR ρ =   πGρ 2 R 2 ,
                            R        R 3        3
            A          4            A
Fгаз.давл. = ρT°. Тогда πGρ 2 R 2 ≥ ρT, откуда
            µ          3            µ
                              3AT°
                                   .   R≥               (15.1)
                             4πGµρ
Радиус равный правой части формулы (15.1) называется радиусом
Джинса
                                                  3AT°
                                      R Дж ≥           .                         (15.2)
                                                 4πGµρ
массу Джинса найдем по формуле
                                      4
                              M Дж = πR 3Дж ρ.
                                      3
Подставляя R Дж      формулы (15.2), получим
                                                             3
                                                3 ⎛ AT ⎞
                                      M Дж   =              .                    (15.3)
                                               4πρ ⎜⎝ Gµ ⎟⎠
Флуктуации плотности, массы которых превосходят джинсовскую
массу, будут сжиматься под действием силы гравитации. Сделаем
численную оценку R Дж и M Дж . Подставляя в формулы (15.2) и (15.3)
ρ ∼ 10−20 -10−18 г см3 ,                  T° ∼ 30K,               µ ∼ 0,0023 кг моль,
A = 8,31 ⋅ 107 эрг ( моль ⋅ град ) ,           находим       R Дж ∼ 1012 км ∼ 6000 а.е.,
M Дж ∼ ( 0,5 − 10 ) M .
     Таким образом, гигантские молекулярные облака оказываются
неустойчивыми относительно распада на сгустки больших размеров.
Теперь понятно, почему звезды должны образовываться группами-
скоплениями: иначе трудно удовлетворить критерию Джинса в реаль-
ных условиях межзвездной среды.
     Образование звезд. Процесс рождения звезд начинается с фраг-
ментации протяженного молекулярного облака под действием гра-
витационных сил. Допустим в газопылевом облаке образовалось уп-
лотнение с радиусом большим радиуса Джинса. В процессе его сжа-
тия плотность возрастает, температура понижается, так как при уве-
личении плотности возрастает частота столкновения молекул, при
этом они возбуждаются и излучают электромагнитные волны, кото-
рые уносят энергию. Газ остывает. Таким образом, давление газа не


                                               49