4. 1. Формирование Солнца

Мой канал на Дзене "Мир Пространств" (https://dzen.ru/panhoru)
---
Температура молекулярного облака, в котором формировалась Солнечная система, составляла менее 20К. Водород был в жидком состоянии и гелий в газообразном.

Водород вначале конденсировался в туман, изморось. Появилась Туманность. Туман собирался в капли, а те, потом, в крупные шары жидкости. Конденсация жидкого водорода шла без нагрева. Угловая скорость таких шаров в центральной области облака была блика к нулевой, т.к. облака не вращались. Протозвезда формируется в области самых низких температур.

1. Протозвезда
Когда размер шара достиг размеров Земли (~13 000 км) его плотность была 0,07 г/см3. Это в 78 раз меньше плотности Земли (5,5 г/см3). Значит и гравитация на поверхности была в 78 раз меньше. Поэтому, капли жидкого водорода медленно падали в гелиевой атмосфере, не нагревая тело.
Когда размер достиг размера Юпитера (~143 000 км), в центре тела, под воздействием давления, сформировалось твёрдое ядро из металлического водорода с вкраплениями других элементов. Тёплые молекулы водорода поднимались к поверхности, а более холодные погружались к центру. В результате, температура ядра падала и жидкость переходила в металлический водород.
Поверх твёрдого ядра находился жидкий водород.
Сила тяжести на поверхности тела была 0,13 от земной силы тяжести из за большого диаметра тела. Следовательно, падающие капли, при такой малой гравитации, тормозились в гелиевой атмосфере и не вызывали нагрева тела, оно всё ещё оставалось холоднее 20 К.
Однако, в таком крупном теле агрегация нейтронов уже становилась существенной. В результате формировались тяжёлые элементы путём нейтронного захвата по r- или s-процессу. Плотность тела возрастала, а размеры уменьшались.
Захват нейтронов протонами даёт линию при 2,223 МэВ, предсказанную и обычно наблюдаемую при солнечных вспышках.

2. Коричневый карлик
С ростом массы до 0,013 М;, увеличилась и плотность, агрегация возросла, разогревая средние и наружные слои до 600 К. Масса тела быстро росла, в основном от аккреции, до массы 0,075 М; или 0,15е30 кг.
Такая масса в молекулярном облаке должна была бы занимать объем (m/;)
0,15е30 / 0,17е-10 = 0,88е40 м3 или 8,8е30 км^3

Примечание: Плотность ядер молекулярных облаков 10^4 - 10^6 частиц в кубическом сантиметре. Для двухатомного молекулярного водорода Н2 плотность (;) составит примерно 10^10 атомной массы или 0,17е-13 г/см^3 (6,02е23 атомов водорода имеет массу 1 г) или 0,17е-10 кг/м^3.

Получим радиус сферы аккреции, с которой собирался газ для Коричневого карлика (из формулы шара V = 4 ; 3 * ;r;):
r; =V * 3/4; =2,1е30  =>  r ;1,28е10 км или 85 а.е.
Сравним: радиус пояса Койпера  30 ... 55 а.е.

Газ в этой части облака распределялся почти равномерно, в результате эта часть вращалась, почти, как единое целое и угловая скорость в центральных районах равнялась угловой скорости удалённых районов. Облако сжалось, угловая скорость возросла, но орбитальная скорость газа осталась неизменной.
Сжатие облака газа не могло нагреть его центральную часть. В центр тела опускался только холодный жидкий водород и незначительное количество других элементов. Водород с температурой выше 20 К поднимался в атмосферу тела. Испаряясь, он снова охлаждал будущую звезду.
На этой стадии существовал протопланетный диск (примерно 10 млн лет). У более взрослых звёзд, со звёздным ветром, его уже нет.
Температура Коричневого карлика менее 500К.

3. Красный карлик
Когда масса достигла 0,075 М;, агрегация выросла и поднялась к поверхности, увеличивая температуру поверхности до 2500 К. В результате звезда стала Красным карликом. Агрегация на поверхности создала сильный звёздный ветер, который разогнал оставшийся в системе газ.
Аккреция газа на звезду прекратилась и дальнейший рост шёл только за счёт агрегации, поэтому в состоянии Красного карлика звезда находилась длительное время.
Создание тяжёлых элементов ускорилось на стадии Коричневого карлика и стало максимальным на стадии Красного карлика (в % отношении к агрегированной массе).

4. Жёлтый карлик
После того, как масса достигла 0,5 М;, агрегация поднялась над поверхностью звезды в виде короны. Температура наружных слоёв стала дополнительно нагреваться от кинетической энергии падающих агрегированных частиц и поднялась выше 3800 К.
Создание тяжёлых элементов снизилось из за меньшего контакта агрегированных нейтронов с телом звезды.
Агрегация нейтронов наполнила Солнечную систему водородом и всеми остальными элементами.

5. Солнце сегодня
Агрегация протекает на высоте более 2 000 км. Это корона. Считается, что внешняя граница короны находится в 8 млн км. от Солнца.
При гравитации на поверхности в 28 раз мощнее земной, падение с такой высоты частиц несёт много кинетической энергии. Поверхность Солнца разогрелась до 5 800 К.
Чем плотнее звезда, тем выше зона агрегации, тем выше температура поверхности (может достигать 50 000К).
В процессе агрегации, плотность Солнца возрастала, тяжёлые элементы опускались к центру, дополнительно раскручивая его.

На левом рисунке:  Структура Солнца
1.Металлический водород, температура < 10К
2.Твёрдые: углерод, азот, кислород, температура < 20К
3.Жидкий и газообразный водород, температура от 20К до 4000К???
4.Фотосфера, толщина ;300 км. Температура 4000-5780К
5.Хромосфера, толщина ;2000км. Температура увеличивается с высотой от 4000 до 20 000 К (область температур больше 10 000 К относительно невелика)[4].
6.Корона, температура больше 1е6 К, радиус от 2000 до 8 млн.км. Это зона активной агрегации нейтронов и их распада.
Примечание: во всех слоях есть вкрапления тяжёлых элементов.

* * * Состав Солнца
В ионизированных облаках Фотосферы, распад агрегированных нейтронов создаёт восходящие потоки в виде светлых горячих конвективных ячеек (гранул). Солнечные пятна обнажают слои под фотосферой, где центральная, самая тёмная область пятен, имеет температуру всего около 4000 К.
При охлаждении, протоны объединяются с электронами, излучая при этом фотоны красного цвета. Это происходит в фотосфере. Образовавшийся водород (с температурой ниже 4 000 К,) уже не излучает видимый свет. Отсюда начинается область нейтрального водорода.
Тяжёлые элементы, синтезированные в фотосфере, погружаясь в звезду остывают и оседают на поверхности металлического водорода.
Состав Солнца определяется синтезированными в фотосфере, хромосфере и короне элементами. Все они проходят через фотосферу.
Состав фотосферы: Водород 73,46 %, Гелий 24,85 %, Кислород 0,77 %, Углерод 0,29 %, Железо 0,16 %, Неон 0,12 %, Азот 0,09 %, Кремний 0,07 %, Магний 0,05 %, Сера 0,04 % ...
Эти синтезированные элементы накапливаются в недрах Солнца, примерно, в такой же пропорции.

* * * Возраст Солнца.
До стадии Красного карлика (0,075 М;) Солнце росло быстро, в основном, за счёт аккреции.
Ветер Красного карлика прекратил аккрецию, но агрегация уже стала достаточной, чтобы наполнять звезду материей, примерно, по 1% от существующей массы, за каждый миллиард лет (см.гл.3.10. Звёздная агрегация).
В стадии Красного карлика (рост с 0,075 до 0,5М;)  звёзды находятся очень долго, примерно, 200 млрд.лет.
На стадии Жёлтого карлика (рост с 0,5 до 1 М;) Солнце существует уже 70 млрд.лет.

* * * Зона солнечной агрегации.
Зона солнечной агрегации хорошо видна на портрете солнечных нейтрино (см.гл. 3.10.1. Портрет Солнечных нейтрино). На фото видно, что зона излучения нейтрино (распад нейтронов) уходит за пределы орбиты Земли. Присутствие нейтронов наблюдается даже на орбите Марса.

С верху это будет выглядеть так: (правый рисунок)
где 1 - Солнце (чёрная точка), 2 - орбита Меркурия, 3 - орбита Венеры, 4 - орбита Земли, 5 - орбита Марса