Главная страница

Смысл цвета текста:

/* Комментарии */

Гиперссылки

Деградация вращения газовых небесных тел

/* Термин газовое небесное тело (ГНТ) означает далее звезду или внешнюю газовую часть таких планет, как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.*/

  В результате вязкой диссипации механическая энергия вращающихся газовых масс постепенно переходит в тепло, а интеграл по объёму ГНТ от кинетической энергии монотонно убывает.

 /* Выделяемое при диссипации тепло приводит к значительному разогреву газа внутри ГНТ. Известно, в частности, что Юпитер излучает в окружающее пространство существенно больше тепла, чем получает от Солнца. Повышенные температуры в глубине ГНТ приводят к тому, что каменная часть находится в размягчённом состоянии – стеклообразном или жидком в зависимости от материала*/

  Требование сохранения интегрального углового момента при уменьшении интеграла от кинетической энергии приводит к тому, что замедление вращения вблизи оси газового тела, где средняя плотность максимальна и поэтому сосредоточена основная масса тела, сопровождается увеличением угловой скорости вращения по мере удаления от оси (хорошо известно дифференциальное вращение Солнца и Юпитера).

  Всё возрастающий градиент скорости на максимальном удалении от оси, т.е. вблизи экватора, периодически приводит к потере устойчивости и образованию макровихрей в низких широтах, распадающихся на более мелкие вихри (известные пятна на Солнце), что дополнительно увеличивает диссипацию энергии и требует нового перемещения газовых масс к экватору.

  /* При наличии заметной ионизации газа во всяком  упорядоченном движении, кроме нейтральных атомов и молекул, из заряженных частиц участвуют только протоны и другие, главным образом, положительные ионы. В то же время движение главных носителей отрицательного заряда – свободных электронов, обладающих несоизмеримо меньшей массой и большими скоростями, практически полностью хаотично. Следовательно, всякое упорядоченное движение ионизированного газа является одновременно электрическим током, создающим магнитное поле. В частности, вращающиеся вокруг оси звезды ионизированные газовые массы подобно обмотке гигантского соленоида создают её основное магнитное поле.

    Сильные поля создаются также макровихрями в низких широтах, на образование которых затрачивается механическая энергия упорядоченного движения, равная сумме кинетической энергии вращающихся масс вихря и энергии магнитного поля. При распаде макровихрей эта суммарная энергия переходит в тепловую, что ещё больше увеличивает диссипацию энергии в низких широтах Солнца и других звёзд. */

  Поскольку диссипация энергии в низких широтах вращающихся ГНТ является процессом с положительной обратной связью, её интенсивность (скорость перехода кинетической  энергии вращения в тепловую) экспоненциально растёт со временем.

  Необходимость сохранения углового момента при возрастающей скорости диссипации требует возрастания градиента скорости, а, следовательно, увеличения гидродинамической неустойчивочти и уровня турбулентности, что при достижении некоторого критического порога, приводит к взрывоподобным выбросам массы и энергии.

  В случае звёзд, где распад вихрей вызывает одноременно разрушение созданного ими магнитного поля и, значит, диссипация энергии особенно велика, относительно небольшие взрывы происходят постоянно (Coronal Mass Ejections).

  Для планетных ГНТ, у которых степень ионизации в поверхностных слоях несравненно меньше, чем у звёзд, вероятно происходит только один взрыв, в результате которого теряется вся водородно-гелиевая наружная зона вместе со значительной  частью более тяжёлой внутренней зоны, а каменная часть, в которой теперь сосредоточена основная масса планеты, вместе с остатками газа и воды продолжает вращаться с имевшейся ранее угловой скоростью. 

   /* Наблюдаемое состояние внутренних планет – Меркурия, Венеры, Земли и Марса, у которых масса атмосферы (а в случае Земли и гидросферы) несоизмеримо меньше массы каменной части, даёт основание предположить, что у них такие взрывы уже произошли.*/

  Вполне возможно, что в звёздах небольшие взрывы также не дают полной разрядки тепловой энергии, и наблюдаемая сейчас фаза жизненного цикла Солнца закончится значительно более сильным взрывом, последствием которого станет резкое снижение давления в центральной области, прекращение реакции термоядерного синтеза, а также падение температуры и интенсивности солнечного излучения.

 

 И.С. Житомирский

Дата последнего обновления: 27.02.08

Главная страница

Hosted by uCoz