진스 불안정성 문서 원본 보기

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'''진스 불안정성'''(Jeans instability)이란 천체물리학에서 성간 가스가 중력 붕괴를 일으켜 [[항성]]을 형성하게 하는 불안정성이다. 내부 가스 압력이 [[중력 붕괴]]를 감당해내지 못할 때 발생하게 된다. 안정 상태를 유지하기 위해서는 가스 구름이 정역학적 평형 상태에 있어야 하며, 구름이 구형일 때 그 식은 다음과 같다.
:<math>\frac{dp}{dr}=-\frac{G\rho(r) M_{enc}(r)}{r^2}</math>,
이때 <math>M_{enc}(r)</math>은 에워싸인 질량이고, <math>p</math>는 압력, <math>\rho(r)</math>는 <math>r</math>에서 가스의 밀도, <math>G</math>는 [[중력상수]], <math>r</math>은 반경이다. 여기서 일어날 수 있는 작은 요동이 줄어들었을 때는 평형 상태가 안정되고, 증폭되었을 때는 평형 상태가 불안정해진다. 일반적으로 가스 구름은 특정 온도에서 질량이 너무 크거나 또는 특정 질량에서 온도가 너무 낮아서 중력이 가스 압력을 압도했을 때 불안정해진다.

== 진스 질량 ==
'''진스 질량'''(Jeans mass)은 가스 구름 내에서 발생하는 [[중력 붕괴]] 과정을 연구한 영국 물리학자 [[제임스 호프우드 진스]] 경의 이름이 붙은 것이다. 진스는 적절한 상황에서 그 구름이, 또는 구름의 일부분이 불안정해지고 [[중력]]과의 균형을 유지하기 위한 가스 [[압력]]이 불충분해져서 붕괴할 수 있다는 것을 보였다. 가스 구름은 특정 온도와 반경에서, 질량이 작으면 안정적이지만, 어떤 임계 질량을 초과하면 다른 힘이 붕괴를 저지시킬 때까지 폭주해서 수축하는 과정을 시작하게 된다. 진스는 이 임계 [[질량]]을 계산하여 [[밀도]]와 [[온도]]에 대한 함수식으로 나타냈다. 구름의 질량이 클수록, 크기가 작을수록, 온도가 낮을수록 중력 붕괴가 일어나기 쉬워진다.

== 진스 길이 ==
'''진스 길이'''(Jeans' length)는 구름(성간 먼지 구름 따위)을 팽창시키는 열에너지가 중력에 의해 상쇄되어 구름이 붕괴되게 하는 구름의 임계 반경이다. 역시 상기한 영국의 제임스 진스 경의 이름이 붙은 것이다. 진스는 1900년대 초에 구형 성운의 안정성에 관한 연구를 진행했다.<ref>{{저널 인용|jstor=90845|title=The Stability of a Spherical Nebula|year=1902|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society|이탤릭체=예}}</ref>

진스 길이의 식은 다음과 같다.

:<math>\lambda_J=\sqrt{\frac{15k_{B}T}{4\pi G \mu \rho}},</math>
여기서 <math>k_B</math>는 [[볼츠만 상수]], <math>T</math>는 구름의 온도, <math>r</math>은 구름의 반경, <math>\mu</math>는 구름의 입자당 질량, <math>G</math>는 [[중력 상수]], <math>\rho</math>는 구름의 질량 밀도(i.e. 구름의 질량을 구름의 부피로 나눈 것)이다.[http://scienceworld.wolfram.com/physics/JeansLength.html]

== 각주 ==
<references/>

{{참고 자료 시작}}
*{{저널 인용|jstor=90845 |first=J. H. |last=Jeans |title=The Stability of a Spherical Nebula |journal=Philosophical Transactions of the Royal Society A |volume=199 |issue= |year=1902 |pages=1–53 |이탤릭체=예}}
*{{서적 인용|last=Longair |first=Malcolm S. |year=1998 |title=Galaxy Formation |location=Berlin |publisher=Springer |isbn=3-540-63785-0 |이탤릭체=예}}
*{{서적 인용|first=Cathie |last=Clarke |first2=Bob |last2=Carswell |year=2007 |title=Astrophysical Fluid Dynamics |url=https://archive.org/details/principlesofastr0000clar |location=Cambridge |publisher=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-85331-6 |이탤릭체=예}}
{{참고 자료 끝}}

{{전거 통제}}
{{토막글|천문학}}

[[분류:천체물리학]]