неустойчивость Джинсаэффект
В 1902 году британский физик Джеймс Джинс вывел математический критерий, определяющий, когда облако межзвёздного газа потеряет устойчивость. Он сравнил гравитацию и силу давления, показав, что при длине возмущения больше критической (джинсовской длины) облако неминуемо сжимается. Идея легла в основу теории звездообразования и объяснила фрагментацию однородного первичного вещества на галактики и звёзды. Интересно, что сам Джинс поначалу сомневался в возможности такого коллапса, считая его чересчур медленным.
Как работает
В гигантских молекулярных облаках (низкая плотность, огромные размеры) неустойчивость срабатывает на масштабах в несколько световых лет. Так облака дробятся на фрагменты, превращаясь в протозвёзды и планетные системы.
💡 Расчёты Джинса показали, что для запуска сжатия типичного молекулярного облака нужна масса порядка нескольких солнечных масс — и это прекрасно совпадает с массами наблюдаемых протозвёзд.
\lambda_J = \sqrt{\frac{\pi c_s^2}{G \rho}}
λ_J — критическая длина волны (м), c_s — скорость звука в среде (м/с), G ≈ 6.67×10⁻¹¹ Н·м²/кг² — гравитационная постоянная, ρ — плотность облака (кг/м³). Если возмущение длиннее λ_J, облако сжимается.
M_J = \frac{\pi}{6} \rho \lambda_J^3
M_J — критическая масса (кг), ρ — плотность, λ_J — джинсовская длина. Сферический объём радиусом λ_J/2. При массе больше M_J облако коллапсирует.