Делать звёзды просто, если знать способ. И иметь достаточно много газа и пыли. А нужно их очень много, так как действующее в данный момент во вселенной физическое законодательство штучное производство звёзд запрещает. Материалом нужно запасаться сразу на крупную партию, причём с пониманием, что большую его часть ещё и придётся вернуть.
...Собственно, механизм рождения скопления звёзд из предварительно охлаждённого вещества был рассмотрен в одной из предыдущих публикаций. Заканчивается дело взрывами массивных сверхновых, разогревом и новым разлётом газа, что можно видеть на снимках уже выполнившей свою задачу — отработанной — туманности с красивым названием Тарантул. Но ранее вопрос появления отдельных звёзд тогда подробно не рассматривался.
Отдельные же тела рождаются из локальных сгущений туманности, масса которых может колебаться от 1000 до 0.001 солнечных масс… В последнем случае получится не звезда, а планемо, но не суть. Суть в том, что считать «локальным сгущением». Каковы, например, могут быть его температура, форма и размер?
«Сгущением» может оказаться что угодно. Тёмные туманности, как легко видеть, представляют собой беспорядочное нагромождение клубов газа. Которое становится ещё беспорядочнее, если звёзды в туманности рождаться и взрываться уже начали. Так что, сгущение — любой объём, в котором тяготение частиц к общему центру масс перевесит внутреннее давление. Данный же результат может быть достигнут при разных комбинациях температуры, плотности и массы газа.
То есть, изначально идёт речь о скоплении газа и пыли достаточно произвольных характеристик, — в том числе и формы. Однако, начавшийся коллапс (при сжатии газа температура его растёт, растёт и давление, но так как часть энергии уносится излучением, сжатие не прекращается) достаточно быстро придаёт облаку вид сплюснутой сферы. Для начала, оно приобретает правильное вращение, ось и направление которого случайны.
Понятно, что каждая частица облака (понимая под таковой и молекулу газа) начинает двигаться к центру масс. Но она уже имеет относительно этого центра скорость, по условию задачи меньшую второй космической. И поначалу вектор движения каждой частицы направлен произвольно. Однако, при столкновениях с другими частицами, тем более частых, чем облако плотнее, противонаправленные составляющие векторов движения будут взаимоуничтожаться. Это приводит к упорядочиванию движения, — векторы усредняются, — и торможению. Потери кинетической энергии, переходящей при столкновениях в тепло, частицы восполняют за счёт энергии потенциальной — в общем гравитационном поле.
...Вращение возникает благодаря тому же механизму, который заставляет закручиваться воду, уходящую в сток. И столкновения же частиц ведут к сжатию облака вдоль оси вращения. Ибо поперёк этой оси действует центробежная сила. Частицы, находящиеся на полярных орбитах, теряют энергию в столкновениях быстрее.
Таким образом, облако превращается в диск. Плотность которого возрастает к центру, где начинает вырисовываться утолщение. Потому что, высокая плотность препятствует там отводу тепла излучением. Большая часть энергии, выделяемая при сжатии газа, им же и поглощается, температура растёт, и сжатие замедляется… И, кстати, о температуре. На этом этапе уже говорят о «протозвезде», ибо сердцевина коллапсирующей туманности начинает светиться. Это ещё не звёздное — термоядерное, — а гравитационное тепло, так что и звезда получается «прото».
В конкретном случае Солнца протозвезда засияла — мрачным, багровым светом, — когда центральное утолщение диска достигло размеров орбиты Марса. Разгораясь всё ярче, протозвезда сжималась, приближая свою форму к сферической. Остаточный диск становился всё тоньше… Однако, это не была красивая, аккуратная картина рождения звезды. Ибо, сжимаясь и уплотняясь в определённой области, газопылевая смесь разреживалась на её границах. Что затягивало в зону коллапса новые порции газа, не обученные ещё даже правильному вращению. Падая, новые облака разматывались кольцами, втягивались в диск, нарушая однородность его плотности и температуры, что делало приток вещества в протозвезду неравномерным. Шар пульсировал, меняя оттенки свечения.
...Пока в его недрах не прогремел первый термоядерный «бум», знаменующий вхождение объекта в стадию молодой звезды. К моменту, когда основная часть вещества Солнца утрамбовалась в сферическую область диаметром с орбиту Меркурия, в центре протозвезды вещество сгустилось до жидкого состояния и полностью ионизировалось. Однако, температура и давление близко ещё не подошли к минимальным требованиям водород-гелиевого цикла. Тем не менее, термоядерные реакции начались. В форме отдельных, нерегулярных детонаций.
Детонации водорода в молодой звезде вызываются имплозией, экспоненциальным нарастанием и последующим столкновением ударных волн, распространяющихся от поверхности шара к его центру. К имплозиям же приводила неравномерность поглощения звездой остатков туманности. Выделение же энергии в ядре выливалось во встречные ударные волны и прорывы раскалённой материи наружу — навстречу массам холодного сжимающегося газа и сквозь них. Неравномерность свечения молодой звезды усугублялась извергаемыми облаками плазмы.
Детонации водорода становятся чаще по мере продолжения сжатия молодой звезды, пока вещество в центре не уплотняется до «металлического» твёрдого состояния, уже не проводящего ударные волны, но достаточно плотного и разогретого для запуска термоядерных реакций на постоянной основе. На этом этапе происходит резкое повышение выделения энергии до уровня, позволяющего остановить коллапс, уравновесив давление внешних слоёв, внутренним давлением.
И данное событие, по сути, представляет собой встречный удар, — излучение, исходящее из ядра звезды, рывком останавливает падение вещества, — и неизбежно отбрасывает его часть. Пройдя стадию молодой звезды, Солнце разорвало и разметало остатки туманности потоками света… Ну, как «разметало»? Остатки газа летели примерно до орбиты Юпитера, но это уже другая история.
...Историю же с рождением звёзд можно заключить тем, что речь выше шла о звёздах главной последовательности, — примерно от 0.1 до 100-200 солнечных масс. Тела меньшей массы — коричневые карлики и планемо — не проходят стадии молодой звезды (и не переходят в следующую стадию). Интенсивность термоядерных реакций с участием дейтерия и лития не нарастает скачкообразно (как бесполезны в таком случае и имплозии). Сжатие тела при достижении размеров Юпитера останавливается кулоновскими силами.
Гипергиганты же, в свою очередь, начинают активно терять вещество уже на стадии молодой звезды. Избыток массы туманности, чему бы он не равнялся, разогревается и рассеивается. Остаток же, минуя главную последовательность, быстро проходит стадии синтеза всё более тяжёлых элементов и взрывается.