Критичният размер, при който двете сили – налягането на газа “отвътре” и гравитацията, стремяща се да го свие “отвън”, бил изчислен от Джинс.

Сега е известно, че в междузвездната среда има облаци от газ и прах. Някои от тези нееднородности могат да съществуват неопределено дълго време и в тях да не възникнат условия за звездообразуване. Условията, обуславящи поведението на подобни нееднородности са масата, размерът и температурата на облака.


Тази “дупка” в небето е огромен тъмен облак от прах и молекулярен газ със значителна плътност, наречен Барнард 68. Той е сравнително близо до нас – 500 св.г и е с размери от порядъка на половин св.г. Проектира се на фона на звездите от съзвездие Змиеносец и на практика поглъща светлината на звездите зад него. В такива огромни молекулярни облаци – най-студените и бавни места в галактиките е “заготовката” – материала на бъдещите звезди.

Големината на гравитационната сила, действаща на една частица от облака очевидно зависи от общата му маса, а размерът на облака при дадена маса определя плътността на веществото му.

Температурата е всъщност кинетичната енергия на съставните частици на облака. По-високата температура означава по-голяма скорост на движение на частиците и невъзможност облакът да се свие и да придобие необходимата плътност.

Аналитично зависимостта между величините маса М, плътност ρ, и Т - температура изглежда така:
 
 
където k е константата на Болцман,
G e гравитационната константа,
π е числото 3,14.

Смисълът на тази зависимост е, че кълбовиден облак с плътност - P и температура - Т ще бъде стабилен тогава и само тогава, когато неговата маса - М е по-голяма или поне равна на израза в дясната част.

Ако температурата се понижи, вътрешното газово налягане в облака също ще се понижи и взаимните гравитационни сили ще придърпат молекулите по-близо една до друга.

Ако масата е по-малка от критичната, топлинното движение на молекулите ще преодолее взаимната им гравитация и облакът ще се разсее в пространството.

Именно затова тази маса се нарича критична или джинсова маса.

Критерият за неустойчивост на Джинс може да се запише и във вида:

Където R е размерът на нееднородността в парсеци;
М е масата й, ако тази нееднородност е почти изцуло от водород и е с Т - температурата, a  е масата на Слънцето.

Pages