Номер 2, страница 259 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 70. Образование Солнечной системы. Глава 9. Эволюция Вселенной - номер 2, страница 259.

2. Опишите примерный процесс образования протосолнца.

Процесс образования протосолнца — это начальный этап формирования звезды типа нашего солнца. Он происходит в несколько стадий и занимает сотни тысяч лет.

1. Начало в молекулярном облаке. Всё начинается в глубинах гигантского молекулярного облака — огромного, холодного ($T \approx 10-20$ K) и разреженного скопления межзвездного газа (в основном молекулярного водорода $H_2$) и пыли. Такое облако может быть стабильным в течение миллионов лет.

2. Гравитационный коллапс. Некое внешнее событие, такое как ударная волна от взрыва сверхновой, столкновение с другим облаком или прохождение через спиральный рукав галактики, нарушает равновесие. Плотность в некоторой области облака возрастает, и если её масса превышает критическую (массу джинса), гравитация начинает преобладать над силами газового давления. Эта область, называемая глобулой, начинает неудержимо сжиматься под действием собственной тяжести. Этот процесс называется гравитационным коллапсом.

3. Формирование протозвезды и аккреционного диска. По мере сжатия вещество падает к центру, и его гравитационная потенциальная энергия преобразуется в тепловую. Центральная часть сгустка становится все более плотной и горячей, формируя ядро — протозвезду (протосолнце). Поскольку исходное облако всегда обладает некоторым, пусть и малым, вращательным моментом, по закону сохранения момента импульса скорость вращения сжимающегося сгустка возрастает. Это приводит к тому, что вещество не может упасть прямо на протозвезду, а формирует вокруг нее сплющенный вращающийся диск — протопланетный (или аккреционный) диск.

4. Рост и разогрев. Протосолнце продолжает расти, «поедая» вещество, падающее на него из аккреционного диска. Этот процесс называется аккрецией. В течение этой фазы, которая длится около 100 000 лет, протосолнце является ярким источником излучения, но его энергия генерируется не термоядерными реакциями, а продолжающимся гравитационным сжатием (механизм кельвина-гельмгольца). Температура в его ядре постепенно растет.

5. Зажигание термоядерных реакций. Когда температура и давление в центре протосолнца достигают критических значений (температура порядка 10–15 миллионов кельвинов), запускается термоядерная реакция синтеза — превращение ядер водорода в ядра гелия. Этот момент считается рождением настоящей звезды. Энергия, выделяемая в ходе реакций, создает мощное давление изнутри, которое уравновешивает силу гравитационного сжатия. Звезда достигает состояния гидростатического равновесия и вступает на главную последовательность — наиболее длительный этап своей эволюции. С этого момента протосолнце становится Солнцем.

Ответ:

Процесс образования протосолнца начинается с гравитационного коллапса плотного и холодного фрагмента (глобулы) гигантского молекулярного облака. В ходе сжатия в центре формируется горячее ядро — протосолнце, а из-за сохранения момента импульса вокруг него образуется вращающийся газопылевой (протопланетный) диск. Протосолнце увеличивает свою массу и температуру за счет аккреции вещества из диска и продолжающегося гравитационного сжатия. Когда температура и давление в его ядре достигают пороговых значений для начала термоядерных реакций синтеза водорода в гелий, протосолнце превращается в полноценную звезду — Солнце.