СЕЛФ

8

О.Н. Каравашкина и С.Б. Каравашкин

Наконец, на рис. 2.38 показана не менее активная галактика, в ядре которой преобладают яркие молодые голубые звезды; их мощное электрическое поле сформировало рукава со столь высоким потенциалом, что эти четко очерченные рукава теперь сплошь являются очагами звездообразования, и практически все вещество галактики одновременно образует звезды (можно сравнить этот снимок со снимком галактики М 51, представленным ранее на рис. 2.27, где звездообразование локализовано вкраплениями вдоль рукавов). Если бы была возможность повторить снимок рис. 2.38 с большим разрешением, мы бы скорее всего увидели массовое образование кратных систем и звездных скоплений. Интересно, что в кадре присутствует и вторая галактика с голубым ядром. По всей вероятности, это говорит об очень спокойном крупномасштабном поле в данной области вселенной (что будет обосновано несколько ниже).

Рис. 2.38. Вихревая галактика. E-Postcard-Spitzer-Nov. 5, 2004 by JPL NASA, Spitzer Space Telescope

Теперь рассмотрим механизм превращения протозвездного облака в звезду. Это качественное преобразование происходит на уровне атомов уплотняющегося облака.

Давление в газопылевом комплексе, формирующееся спиральными рукавами, нарастает более или менее равномерно вдоль всего рукава с градиентом к ядру галактики, но локальная неравномерность, конечно, всегда существует, и это мы демонстрировали выше на примере Замочной скважины. Когда плотность в локальных частях рукава достигает предельной по Шкловскому величины, в этой части начинается гравитационное сжатие вещества, знаменующее первую стадию т.н. свободного падения вещества. Конечно, в полной мере свободного падения на этой стадии в действительности нет, поскольку сжатию вещества к центру противодействуют и потенциальные барьеры атомов, и силы теплового расширения вещества протозвездного облака. И именно благодаря тому, что в рукаве непрерывно нарастает давление газа, тепловое расширение преодолевается и сжатие продолжается вплоть до разрушения потенциального барьера и объединения ядер атомов в кратные атомные системы, - процесс, который мы называем нуклеосинтезом.

Причину этого явления Эддингтон [23] полагал в тепловом отрыве электронов от ядер, при котором происходит обобществление электронов. Френкель же [24, с. 209- 213] считал, что нуклеосинтез в звездах происходит под влиянием исключительно гравитационного давления, - оно с его точки зрения самодостаточно, даже если бы температура была нулевой, - и подобен конденсации протонных паров в каплю более тяжелого ядра. Однако следует отметить, что конденсация не может служить аналогией, хотя бы по той причине, что конденсация происходит при понижении температуры газа и пара; здесь же в результате гравитационного сжатия образуется внутреннее давление значительной величины и дополнительный разогрев вещества. Основываясь на выводах [14], мы можем сказать, что давление как взаимное влияние атомов друг на друга при значительном сближении атомов как бы выдавливает электроны с их стационарных орбит или принуждает электрон образовать с протоном ядра нейтрон. Для этого, безусловно, требуется значительное давление. И оно есть в протозвездном облаке при формировании ядра будущей звезды.

Однако если бы только давление было ответственно за данный процесс, компактизованные протоны просто погружались бы в газ обобществленных электронов, как это и полагали Эддингтон и Френкель. Но тепловое возбуждение электронов приводит к тому, что при перезамыкании орбит часть электронов эмитирует из перегретой области протозвезды и покидает область сверхдавления со скоростью, которая тем выше, чем выше температура в данной области. Высвободившиеся электроны устремляются вовне против градиента температуры и давления как самостоятельные частицы. Гася скорость в столкновениях с другими частицами и во внешнем электрическом поле, которое образуется вследствие этой же эмиссии, электроны достигают уровня, в котором их энергия уже становится сравнимой с энергией связи атомов, и во внешних уровнях оболочки звезды образуют отрицательно заряженные ионы с атомами-реципиентами. Следовательно, расстояние, на которое разлетаются эмитировавшие электроны, пропорционально их стартовой энергии, заданной процессом коллапса в ядре будущей звезды. Именно так образуется электронная оболочка, о которой уже говорилось в пункте 2.4 и о которой писал Носков [25], полагающий, однако, причиной разделения также только давление. Вторым отличием от мнений других авторов мы полагаем то, что электроны в оболочке звезды не остаются самостоятельными, но образуют ассоциации с нейтральным атомами и совершают вместе с ними радиальную циркуляцию, как это было описано в п. 2.4. Вследствие этого во внешнем уровне оболочки звезды всегда отмечается повышенное содержание отрицательно заряженных легких ионов. Именно следствием термоэмиссии свободных электронов является образование магнитного поля, электронного насоса, сферической формы и момента вращения - то есть всех атрибутов звезды. И действительно, наблюдения отмечают ионизацию газа вокруг горячих звезд и резкую границу перехода вокруг них от ионизованного газа звездных оболочек к нейтральному газу межзвездного пространства [1, с. 38- 39]. Это и есть истинная граница звезд, хотя их видимые диски на порядки меньше истинного размера.

Другим следствием эмиссии тепловых электронов является коллапс в данной области протозвездного облака, ведь в области, где был преодолен потенциальный барьер атомов, происходит компактизация вещества на порядки - само обнаженное ядро без электронных орбит занимает на 4- 5 порядков меньшее место, чем в сборе с электронами [26], и часть этого объема высвобождается в каждом акте объединения конкретных протонов в ассоциации, облегчённый термоэмиссией электронов из ядра звезды. Именно локальный коллапс и образует выделенный центр в облаке, распределенном вдоль рукава. С выделения этого центра, в котором гораздо большая область находится под действием давления и имеет высокую температуру, начинается образование собственно звезды, с последующим выделением ее из общего массива газопылевого комплекса.