Формирование звёзд и планет с точки зрения школьной физики. Детальный алгоритм рождения звёзд и появления планет, и следствия из него - страница 4

Следующее противоречие носит планетарный масштаб. Пока что слетать к чужим звёздным системам мы не можем, но по крайней мере свою Солнечную систему мы изучили достаточно хорошо, и выяснили про неё ужасные факты. Оказывается, в нашей системе планеты не просто делятся на земную группу (Меркурий, Венера, Земля и Марс), и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, и похожий на него но карликовый Плутон), но даже в земной группе Марс не похож на все прочие планеты – его средняя плотность меньше 4, а у всех прочих больше 5 единиц. И пока что нет ни одной вменяемой теории, которая бы оправдала столь большую разницу среднего химического состава, вылившуюся в 20% разницы по плотности. Ибо если Марс более лёгкий из-за обилия воды или водорода (веществ, которые могли быть вытолкнуты солнечным ветром от внутренних планет на периферию солнечной системы), как и планеты гиганты – то почему мы в реальности наблюдаем Марс почти лишённый воды и атмосферы? А если он сложен из других пород – то на каком этапе формирования планет и по каким физическим законам могла произойти сепарация веществ, приведшая к столь серьёзной разнице в плотности?

И наконец, противоречие метеоритного уровня. На землю часто выпадают метеориты, блуждающие в комосе камни, оставшиеся от периода формирования планет. И вот эти метеориты чётко делятся на 3 основные группы – хондриты, каменные метеориты, и железо-никелевые. Возможно, что есть четвёртая группа, сложенных из воды и прочих испаряющихся льдов, но они просто не долетают до поверхности Земли, испаряются при падении, и потому не обнаружимы. И если про разницу между хондритами и каменными метеоритами можно списать на то, что первые – это остатки первичного вещества протопланетного диска, а вторые – обломки столкнувшихся планет, уже претерпевших метаморфозы плавления пород, то с железными метеоритами такой фокус не проходит. Исходно была высказана гипотеза о том, что железные метеориты – это обломки внутренних слоёв столкнувшихся и разлетевшихся планет, у которых уже произошло разделение пород на железное ядро и каменную мантию. Но так как основная гипотеза появления Луны тоже импактная – Земля столкнулась с другой планетой, и часть внутреннего вещества была выброшена наружу, и из неё уже Луна и образовалась – то она была проверена многочисленными компьютерными моделями столкновений, и все без исключения модели вынесли вердикт – материал железного ядра Земли или второй планеты в космос не выносится, а остаётся внутри самой Земли. То есть – железные метеориты не могли быть вынесены из внутренних слоёв планет, из под каменной мантии с более чем 1000-километровой глубины, но тем не менее они реально существуют. А значит, принцип их образования должен быть каким-то иным, не планетарным.

Таким образом, при первом же внимательном взгляде, общепринятая теория формирования звёзд не может объяснить сразу 4 типа разных наблюдаемых фактов. А значит, настало время провести внимательный разбор процесса звездообразования.

На текущий момент солнце – это звезда, «разумеется» почти гомогенная (одинакового химического состава во всех её частях), массой порядка 2*10^30кг. Когда оно образовалось 5—6 миллиардов лет назад, оно было немного больше. Так как Солнце – звезда очень маленькая, карлик, то на границе его фотосферы гравитация весьма большая, около 27g, гравитационный колодец глубокий, и потому при всей его светимости около 3*10^26Вт, солнечный ветер вылетает со скоростью всего около 1 мегатонны в секунду. Для сравнения, поток лучистой энергии, по формуле E=M*C^2 составляет около 3 мегатонн в секунду, правда уже не массы, а дефекта массы, образовавшейся при сгорании 700 мегатонн водорода в гелий. Значит, за миллиард лет потеря массы составляет около 10^26кг, а в недрах выгорает около 2*10^28кг водорода – то есть выгорает 1% полной массы Солнца, а улетает менее 0.01% массы. Значит, можно считать, что 5—6 миллиардов лет назад Солнце было практически той же самой массы и размера, только чуточку иного химического состава – было чуть меньше гелия и прочих тяжёлых элементов, и больше водорода. И именно эти параметры можно взять для исходного облака, из которого Солнце образовалось, только может быть массу стоит взять несколько большую – часть массы облака могла быть выброшена излучением при загорании звезды. Для расчёта примем круглую цифру, что исходное облако было пятикратно массивнее Солнца – массой 10^31кг, не забывая о возможном минимуме 2*10^30кг.