Гариг үүсэхэд таталцлын үүрэг
Таталцал бол нарны аймаг болон түүний гаригуудыг бүрдүүлдэг гол "архитектор" юм. Энэ хүч чимээгүй боловч тогтвортой ажиллаж, тоосны ширхэгийн хэмжээнээс аварга том хад чулуу хүртэл материалыг оддыг тойрон эргэлддэг тогтвортой гаригууд болгон татдаг. Таталцалгүйгээр сансрын хий, тоос хэзээ ч том биетүүд болж нийлэхгүй; тэд сансар огторгуйд санамсаргүй байдлаар тархсан хэвээр байх болно. Гаригууд хэрхэн үүсдэгийг ойлгохын тулд бид гаригийн системийн үүслийн эхний үе шатнаас төлөвшил хүртэл таталцал хэрхэн ажилладагийг судлах хэрэгтэй.
1. Молекулын үүл ба бодисын задралын эхлэл
Гариг үүсэх нь гаригууд үүсэхээс өмнө, тэр ч байтугай оддын үүсэхээс ч өмнө эхэлдэг. Од хоорондын орон зайд молекулын үүл, хийн хуримтлал (голчлон устөрөгч ба гелий) болон бичил тоос шороо агуулагддаг. Эдгээр үүлс нь маш хүйтэн бөгөөд сул боловч асар том хэмжээтэй байж болно. Зарим үед молекулын үүл тогтворгүй болж болно. Тогтворгүй байдлын өдөөгч хүчин зүйлүүд нь янз бүр байж болно: ойролцоох суперновагийн цочролын долгион, үүлний хоорондох мөргөлдөөн, эсвэл өөр одны өнгөрснөөс үүдэлтэй таталцлын хэлбэлзэл.
Үүлний нэг хэсэг хангалттай нягт болоход таталцал нь дулааны даралтыг "ялж" материалыг тараахыг оролдож эхэлдэг. Таталцлын нуралт үүсдэг: бодис төв рүү татагдаж, улам нягтарч буй цөм үүсдэг. Энэ бол эцэстээ гаригийн системийн төв болох ирээдүйн од болох прото од үүсэх эхний үе шат юм.
2. Таталцал ба протопланетар дискний үүсэл
Энгийн чөлөөт уналт шиг нуралт нь төв рүү шууд явагддаггүй. Молекулын үүлс нь ихэвчлэн бага зэрэг эргэлддэг. Матери нурах үед энэ эргэлт нь өнцгийн импульс хадгалагдсанаас болж хурдасдаг (уран гулгагч эргэлтээ хурдасгахын тулд гараа татаж байгаатай адил). Үүний үр дүнд унаж буй бодис төв рүү шууд цохигдохгүй, харин хавтгай, эргэлддэг бүтэц буюу протопланетар диск үүсгэдэг.
Энэ бол таталцлын хүч хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм. Нэгдүгээрт, прото одны таталцлын хүч нь дискэн дэх материалыг хамтад нь барьж, од хоорондын орон зай руу гарахаас сэргийлдэг. Хоёрдугаарт, дискэн доторх бөөмсийн хоорондох таталцлын хүч нь материалыг бөөгнөрүүлж эхлэхэд тусалдаг. Протогаларийн диск нь хий, тоос хоёр сая жилийн турш харилцан үйлчилдэг гаригийн "үйлдвэр" юм.
3. Тоосноос гаригийн биетүүд хүртэл: цавуу мэт таталцал
Дискний эхний үе шатанд тоосны хэсгүүд электростатик хүч болон микроскоп гадаргуу дээрх "наалдамхай чанар"-ын улмаас мөргөлдөж, хоорондоо наалддаг. Гэсэн хэдий ч тоосны ширхэгээс том биет рүү шилжихэд эцэстээ таталцал давамгайлдаг. Бөөгнөрөл хангалттай том (метрээс километр хүртэл) үед тэдгээрийн масс нь тэдэнд мэдэгдэхүйц таталцлын хүчийг өгдөг. Эдгээр биетүүдийг гаригийн тоосонцор гэж нэрлэдэг.
Гаригуудын таталцал нь сансрын цавуу шиг үйлчилдэг: энэ нь мөргөлдөөн бие биенээсээ үсрэх эсвэл устахаас илүү "хуримтлагдах" (масс нэмэх) магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Цаашилбал, таталцлын фокус гэж нэрлэгддэг чухал нөлөө байдаг: таталцлын хүч нь объектын "үр дүнтэй хөндлөн огтлолыг" тэлж, ойролцоо өнгөрч буй бусад бодисыг барих магадлалыг нэмэгдүүлдэг.
4. Хуримтлалын урсгал: гаригийн үр хөврөлийн төрөлт
Планетикууд үүссэний дараа өсөлтийн үйл явц нь зугтах өсөлтийн үе шатанд орж болно. Арай том биет нь илүү хүчтэй таталцалтай байдаг тул илүү их материалыг барьж, бүр ч томрох боломжийг олгодог. Массын бага зэргийн ялгаа нь хурдан давамгайлж болно. Энэ нь Сар эсвэл Ангараг гарагийн хэмжээтэй объектууд болох гаригийн үр хөврөл буюу протопланетуудыг төрүүлдэг бөгөөд тэд замдаа материалыг үргэлжлүүлэн шүүрдэж байдаг.
Гэсэн хэдий ч өсөлт хурдацтай үргэлжилдэггүй. Урьдчилсан гаригууд тойрог замынхаа бүс нутгийг эзэлж эхлэхэд мөргөлдөөний харьцангуй хурд нэмэгдэж, боломжтой материал багасдаг. Энэ үе шат нь олигархийн өсөлт рүү шилждэг: хэд хэдэн том урьдчилсан гаригууд ("олигархууд") хамтдаа өсөж, бие биедээ таталцлын нөлөө үзүүлж, тус тусын бүсээ хянадаг.
5. Таталцал нь тойрог замын бүтцийг бүрдүүлдэг
Гаригууд зөвхөн масстай холбоотой биш, мөн тойрог замтай холбоотой байдаг. Оддын таталцал нь гаригуудыг тойрон эргэлдүүлдэг бол протопланетууд болон бусад гаригуудын хоорондох таталцлын харилцан үйлчлэл нь тойрог зам тогтвортой эсвэл эмх замбараагүй эсэхийг тодорхойлдог.
Үүсэх явцад протопланетууд нь дискнээс хийн чирэлт болон эргүүлэх хүчийг ихэвчлэн мэдэрдэг. Энэ нь шилжилт хөдөлгөөн буюу тойрог зам нь дотогшоо эсвэл гадагш шилжихэд хүргэдэг. Шилжилт хөдөлгөөн нь гариг болон хийн дискний хоорондох өнцгийн импульсийн солилцооны улмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь үндсэндээ таталцлын нөлөө юм. Олон тооны экзопланетар системүүд нь оддоо маш ойрхон аварга том гаригуудыг (халуун Бархасбадь) харуулдаг бөгөөд эдгээр нь цааш үүссэн, дараа нь дотогшоо шилжсэн гэж сэжиглэж байна.
Шилжилт хөдөлгөөнөөс гадна таталцал нь гаригуудыг тойрог замын резонанст барьж чаддаг бөгөөд энэ нь 2:1 эсвэл 3:2 гэх мэт үечилсэн хэв маягтай бөгөөд хоёр гариг бие биенийхээ таталцлын нөлөөг "түгжиж", тойрог замаа тодорхой харьцаагаар тогтворжуулдаг. Эдгээр резонансууд нь Бархасбадь гарагийн хэд хэдэн сарны систем болон янз бүрийн экзопланетар системд ажиглагддаг.
6. Таталцал ба чулуурхаг гаригууд болон хийн аварга том гаригуудын хоорондох ялгаа
Яагаад жижиг, чулуурхаг гаригууд (Дэлхий, Ангараг гэх мэт) болон хийн аварга том гаригууд (Бархасбадь, Санчир гэх мэт) байдаг вэ? Дискэн дэх бодисын тархалт болон температурын хамт таталцал чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Оддын ойролцоох дотоод дискэнд өндөр температур нь дэгдэмхий нэгдлүүд (жишээлбэл, ус, метан, аммиак) хөлдөхөд хэцүү болгодог. Гаригуудыг бүрдүүлэхэд харьцангуй хязгаарлагдмал хэмжээний чулуурхаг болон металл материал үлддэг. Үүний үр дүнд энэ бүс нутгийн протопланетууд нь ерөнхийдөө маш зузаан хийн агаар мандлыг татаж, хадгалах хэмжээний масстай байдаггүй.
Энэ хил хязгаарын цаана "цас шугам" буюу мөс үүсэхэд хангалттай бага температуртай хил хязгаар оршдог. Мөс нь их хэмжээний хатуу массыг нэмдэг. Гаригийн цөм нь хурдан өсч, чухал массад хүрч, таталцлын хүч нь дискнээс асар их хэмжээний устөрөгч болон гелийн хийг татаж чаддаг. Энэ бол хийн аварга том биет үүсэх гол түлхүүр юм: цөмийн хүчтэй таталцал нь дискний хий дуусахаас өмнө хийн хурдан хуримтлагдах боломжийг олгодог.
7. Аварга том мөргөлдөөн ба гаригуудын үүсэл дуусах
Эцсийн шатанд дискний хий нимгэрч, хатуу массын ихэнх хэсэг нь протопланет болж хувирсан ч систем нь "суурьшиж амжаагүй" байна. Протопланетуудын хоорондох таталцал нь тэдний тойрог зам огтлолцож, асар том мөргөлдөөнийг өдөөж болно. Эдгээр мөргөлдөөн нь олон чухал шинж чанарыг бий болгосон гэж үздэг: жишээлбэл, аварга том мөргөлдөөний таамаглал нь Ангараг гарагийн хэмжээтэй объект (ихэвчлэн Тея гэж нэрлэдэг) залуу Дэлхийтэй мөргөлдөж, түүний хог хаягдал нь диск үүсгэж, эцэст нь Сар руу нийлсэн үед Сарны үүслийг тайлбарладаг.
Асар их мөргөлдөөн нь цөм нь ялгаатай, хурдан эргэлттэй, тэнхлэгийн дагуу хэт хазайсан, эсвэл бүр гаригийн мантийг хуулж хаясан гаригуудыг бий болгож болзошгүй. Дахин хэлэхэд энэ бүхэн таталцлын хүчнээс хамаарна: траекторыг удирддаг хүч, мөргөлдөөний хурд, хог хаягдлын дахин нэгдэх чадвар.
8. Гариг үүссэний дараах таталцал: цэвэрлэгээ ба тогтвортой байдал
"Үүссэн" гариг зөвхөн өсөлтөө зогсоогоод зогсохгүй, тойрог замаа цэвэрлэдэг. Хангалттай масстай гариг нь үлдсэн гаригийн жижиг хэсгүүдийг гурван аргаар устгана: тэдэнтэй мөргөлдөх, системээс гаргах, эсвэл тойрог замаа өөрчлөх замаар өнгөрөхөө болино. Энэ нь гаригийн орчин үеийн тодорхойлолтод "тойрог замын эргэн тойронгоо цэвэрлэх" чадварыг онцолдог нэг шалтгаан юм.
Урт хугацаанд гаригийн системийн тогтвортой байдал нь таталцлын хүчээр тодорхойлогддог хэвээр байна. Жижиг харилцан үйлчлэлүүд сая сая эсвэл тэрбум жилийн турш хуримтлагдаж, заримдаа тойрог замын хазайлт болон хазайлтыг өөрчлөх эсвэл гаригуудыг шидэхэд хүргэдэг тогтворгүй байдлыг өдөөж болно. Олон системд, ялангуяа ойрхон зайтай гаригуудтай системд таталцлын нарийн тэнцвэр нь систем оршин тогтнох эсвэл нурах эсэхийг тодорхойлдог.
Дүгнэлт
Таталцал бол тархсан сансрын материалыг бүтэцтэй гаригууд болгон хувиргадаг гол хүч юм. Энэ нь молекулын үүлний нуралтыг өдөөж, гаригийн протопланетар дискийг үүсгэж, тоос шороо, чулуулаг нь гаригийн эсүүд рүү нэгдэх боломжийг олгож, гаригийн протопланет руу хуримтлагдахыг хурдасгаж, тойрог замын шилжилт хөдөлгөөн болон резонансыг зохицуулж, гариг хийн аварга том болж чадах уу эсвэл чулуулаг хэвээр үлдэж чадах уу гэдгийг тодорхойлдог. Гаригууд үүссэний дараа ч таталцал нь мөргөлдөөн, тойрог замын цэвэрлэгээ, урт хугацааны динамикаар дамжуулан системийн хувьслыг хэлбэржүүлсээр байна.
Өөрөөр хэлбэл, гараг бүр таталцлын үр дүн бөгөөд цаг хугацаа болон нарийн төвөгтэй харилцан үйлчлэлийн явцад орчлон ертөнцийн асар олон янз байдлыг бий болгосон энгийн хүч юм.
