洛希極限

洛希極限

天文學名詞
當行星與衛星距離近到一定程度時,潮汐作用就會使流體團解體分散。這個使衛星解體的距離的極限值是由法國天文學家洛希首先求得的,因此稱為洛希極限。當天體和第二個天體的距離為洛希極限時,天體自身的重力和第二個天體造成的潮汐力相等。如果它們的距離少于洛希極限,天體就會傾向碎散,繼而成為第二個天體的環。它以首個計算這個極限的人愛德華·洛希的名字命名。
    中文名:洛希極限 外文名:Roche limit 所屬學科:天文學 提出者:愛德華·洛希 應用學科:天文學

定義

對于地球而言,小行星或彗星對其的危害和威脅曾經發生過,現在乃至将來會一直存在。在地球強大的引力下,以百倍于子彈的速度風馳電掣般地撞向地球,小行星的體積越大,撞擊的能量越會急劇地增加,任何一顆直徑幾公裡的小行星都将毀滅地球。

哪怕是幾十米的隕石都會使人類遭受滅頂之災,即使用現在人類最先進的高超音速導彈都很難攔截小行星。那麼人類是不是就隻能坐以待斃了呢?慶幸的是原來還有一個星球的保護神——洛希極限。

計算方法

設洛希極限為d。對于一個完全剛體、圓球形的衛星,假設其物質都是因為重力才合在一起的,且所環繞的行星亦是圓球形,并忽略其他因素如潮汐變形及自轉。

其中R是衛星所環繞的星體的半徑,ρM是該星體的密度,ρm是衛星的密度。對于是流體的衛星,潮汐力會拉長它,令它變得更易碎裂。

由于有黏度、摩擦力、化學鍊等影響,大部分衛星都不是完全流體或剛體,其洛希極限都在這兩個界限之間。如果一個剛體衛星的密度是所環繞的星體的密度兩倍以上(例如一個巨大的氣體行星跟剛體衛星;對于流體衛星來說,則要約14.2倍以上),d

這是一個理想狀況下的靜态洛希極限式,隻有在實驗室裡擺置兩個星球才會出現這種情況。Revise advise:簡單的現實模拟,一個小天體(質量m,半徑r)在主星(質量M,半徑R)周圍(半長軸a)運行。

行星半徑

當行星到達洛希極限時:行星的最大希爾球達到L1(L2)點,兩式合并簡化,得,行星表面與洛希瓣合一(或說行星充滿了洛希球),行星不能再吸積物質,或者更甚,會失去表面的物件。這就是洛希極限、希爾球和洛希瓣的物理意義。

适用範圍

對于有衛星的行星,比如地球和地球軌道外側的六大行星,以及有過人造衛星的其他天體,比如月球和水星、金星等,宿主天體和本身的質量都是精确可測。

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