Что такое предел роша

Предел Роша

Предел Роша — радиус круговой орбиты спутника, обращающегося вокруг небесного тела, на котором приливные силы, вызванные гравитацией центрального тела, равны силам самогравитации спутника.

Существование такого предела было показано в 1848 Эдуардом Рошем, рассчитавшим такой предел для жидких спутников; на основании этого расчёта Рош предположил, что кольца Сатурна состоят из множества независимо обращающихся небольших частиц.

Содержание

Предел Роша в небесной механике и планетологии

Обычно следствием существования предела Роша называют тот факт, что спутники с нулевой собственной прочностью, обращающиеся на орбитах ниже предела Роша, неустойчивы и разрушаются приливными силами: примером такого разрушения может служить фрагментация кометы Шумейкера — Леви-9 при её прохождении 7 июля 1992 внутри предела Роша Юпитера.

Однако, гораздо более существенным для астрофизики и планетологии является «обратный» вывод: внутри сферы с радиусом, меньшим предела Роша, невозможна гравитационная конденсация вещества с образованием единого тела (спутника): кольца Сатурна расположены внутри предела Роша и состоят, судя по всему, из материи, сохранившейся с ранних стадий формирования Солнечной системы.

Пределы Роша для «жёсткого» и «жидкого» спутников

В приближении «жёсткого» сферического спутника, то есть при условиях пренебрежения его приливной деформации и вращения, предел Роша зависит от радиуса центрального тела и отношения плотностей центрального тела и спутника :

В приближении «жидкого» несферического спутника, форма которого определяется приливными силами, предел Роша увеличивается почти в 2 раза:

Отношение радиусов орбит к пределам Роша для спутников планет Солнечной системы

Все сколько-нибудь крупные спутники планет Солнечной системы имеют радиусы орбит, превышающие соответствующие им пределы Роша, хотя, как видно из таблицы, многие спутники имеют радиусы орбиты меньше соответствующих пределов Роша для «жидкого» спутника.

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Предел Роша» в других словарях:

РОША ПРЕДЕЛ — (по имени франц. астронома Э. Роша (Е. Roche)), предельная эквипотенц. поверхность, определяющая наибольшие возможные размеры компонентов тесной двойной звёздной системы (пары) при сохранении системой устойчивости. Тесными двойными наз. звёздные… … Физическая энциклопедия

Роша предел — Приближение «жидкого» спутника: на большом расстоянии от центрального тела форма спутника почти сферическая. При приближении к пределу Роша спутник деформируется приливными силами. На расстоянии, равном пределу Роша приливные силы и силы… … Википедия

Предел Чандрасекара — Предел Чандрасекара верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик. Если масса звезды превышает этот предел, то она становится нейтронной звездой. Существование предела было доказано индийским астрофизиком… … Википедия

Роша предел — критическое расстояние от планеты, ближе которого, вследствие разрушающего действия гравитационных сил, невозможно существование спутников. Исследован французским астрономом Э. Рошем (Е. Roche; 1820 83), установившим, что для жидких… … Большая советская энциклопедия

Сфера Хилла — Контурами изображены эффективные гравитационные потенциалы системы двух тел (на рисунке Солнце и Земля) и центробежные силы во вращающейся системе координат, в которой Земля и Солнце остаются неподвижны … Википедия

Приливные силы — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. Во … Википедия

РОШ Эдуард Альбер — РОШ (Roche) Эдуард Альбер (1820 83), французский астроном и математик, член корреспондент Парижской АН (1873). Исследовал (1849 51) фигуры равновесия жидких тел вращения при наличии внешних сил, т. е., звезды, планеты и их спутники. Нашел… … Энциклопедический словарь

Приливная сила — Рис. 1. Тело в поле тяготения массы (расположена справа за границами рисунка). Вверху: Силы тяготения максимальны для частей тела, ближних к тяготеющей массе и минимальны для дальних частей. Внизу: приливные силы как разность сил, действующих на… … Википедия

Приливное взаимодействие — Рис. 1. Тело в поле тяготения массы (расположена справа за границами рисунка). Вверху: Силы тяготения максимальны для частей тела, ближних к тяготеющей массе и минимальны для дальних частей. Внизу: приливные силы как разность сил, действующих на… … Википедия

Приливное воздействие — Рис. 1. Тело в поле тяготения массы (расположена справа за границами рисунка). Вверху: Силы тяготения максимальны для частей тела, ближних к тяготеющей массе и минимальны для дальних частей. Внизу: приливные силы как разность сил, действующих на… … Википедия

Источник

Небесная механика. Что такое предел Роша?

Единственный спутник Земли, Луна, находится на расстоянии примерно 384 400 километров от поверхности нашей планеты. И каждый год удаляется от нее на 3,4 сантиметра. Но что бы случилось, если все происходило с точностью до наоборот? Насколько близко могла бы подойти Луна к Земле, при этом все еще оставаться ее спутником? Именно это расстояние, друзья мои, и известно как предел Роша…

Включим воображение

Конечно же, описанный выше сценарий в реальности невозможен. Поскольку нет такого процесса, в ходе которого Луна могла бы начать приближаться к нашей планете. На самом деле она так и будет продолжать постепенно отдаляться от Земли. Этот процесс будет продолжаться примерно 50 миллиардов лет.

Но в древние времена, когда Земля была молодой и горячей планетой, наш единственный спутник был намного ближе к нам.

Земля в молодости вращалась вокруг своей оси намного быстрее, и сутки на ней длились всего 6 часов. А Луна совершала один оборот по орбите всего за 17 земных суток. Но гравитация нашей планеты постепенно замедляла вращения Луны. В свою очередь, гравитация нашего спутника тоже замедляла вращение нашей планеты. И, поскольку угловой момент системы должен сохраняться, Луна начала удаляться от нас, чтобы компенсировать эти замедления.

Это сохранение углового момента очень важно. Потому что оно работает в обоих направлениях. Если взять любой спутник, которому требуется больше суток, чтобы сделать один оборот вокруг своей планеты, эффект будет таким же, как в случае с нашей Луной. Вращение планеты будет замедляться, и спутник будет он нее удаляться, чтобы компенсировать это. Однако, если спутник совершает один оборот быстрее, чем планета вращается вокруг своей оси, происходит обратный эффект. Вращение планеты ускоряется, и спутник перемещается к ней ближе, чтобы компенсировать это.

Эффект гравитации и предел Роша

Точное расстояние, на которое спутник может приблизиться к своей планете, зависит от массы, размера и плотности обоих объектов. Например предел Роша, в случае с Землей и Луной, составляет 9500 километров. Если рассматривать Луну как идеальную твердую сферу. То есть если наш спутник будет находиться на расстоянии 9500 километров (или меньше) от Земли, гравитация нашей планеты преобладает над его собственной. Луна расколется и превратится в кольцо из фрагментов лунной породы, которые продолжат вращаться вокруг Земли, пока не упадут на ее поверхность. Подобное правило касается всех звезд, планет, астероидов и других космических объектов…

Например, если бы стандартная комета подошла к Земле ближе, чем на 18 000 километров, ее непременно разорвало бы на части. Солнце способно сделать то же самое на гораздо большем расстоянии — 1,3 миллиона километров. И это не просто теория. Разрушение спутников их планетами — это то, что реально происходит в Солнечной системе. Самым известным примером, несомненно, является Фобос. Он вращается вокруг Марса быстрее, чем планета вращается вокруг своей оси. И рано или поздно Фобос будет разрушен гравитацией Красной планеты.

Есть и еще один пример. Он не так хорошо известен, как предыдущий. Однако, возможно, он более впечатляющий. Из-за размера задействованных объектов. Это Тритон, крупнейший спутник Нептуна. В далеком будущем, примерно через 3,6 миллиарда лет, он достигнет предела Роша у своей планеты — Нептуна. И после этого возможно два варианта. Первый: Тритон устремится в атмосферу планеты, где и распадется. Второй: он будет разорван на части и превратится в систему колец, очень похожую на кольца Сатурна.

Очень возможно, что они у него так и появились.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Предел Роша

Полости Роша для двойной системы (обозначены жёлтым)

Полость Роша – это область вокруг крупного космического объекта, обычно звезды или планеты, в которой наиболее ярко выражено действуют гравитационные силы этого объекта. Границей полости Роша служит эквипотенциальная область – поверхность, где электрический потенциал объекта во всех точках имеет одинаковое значение.

Общие сведения

Предел Роша (полость) – физическая область, без которой невозможно представить себе ни один крупный объект в космосе. Обычно в научном сообществе полость Роша тесно связывают с двойными звездами. В двойных системах вокруг каждой звезды-компаньона есть такая область, где силы ее притяжения преобладают над гравитационными силами другого компаньона. Эта область и называется полостью Роша. Названа она так в честь знаменитого французского астронома Эдуарда Альбера Роша.

Гравитационные силы звезды в области Роша преобладают не только над силой притяжения звезды-компаньона в двойной системе, но и над центробежной силой. Границы полости Роша определяет эквипотенциальная поверхность. Эта поверхность содержит внутри себя первую точку Лагранжа.

Первая точка Лагранжа

Диаграмма, показывающая положения точек Лагранжа

В первой точке Лагранжа полости Роша обеих звезд-компаньонов в двойной системе соприкасаются друг с другом. Силы притяжения обеих звезд по этой причине в данной точке превращаются в ноль. За счет этого через первую точку Лагранжа вещество одной звезды может перетекать в другую и наоборот.

Перетекание вещества одной звезды в другую и наоборот играет важнейшую роль в эволюционном развитии двойных звезд. Именно таким образом одна звезда-компаньон может наращивать свою массу за счет другой звезды. В астрономии данное явление называется термином «аккреция».

Интересные факты

Звезда омикрон Кита (Мира), в которой вещество с обычной звезды, через полость Роша, перетекает на невидимый массивный компаньон

Первая точка Лагранжа – это отнюдь не единственное место в полости Роша, где гравитационные силы двух небесных тел, заключенных в одну гравитационную систему, сводятся к нулю. В двойной системе существует пять таких точек.

Точки Лагранжа существуют не только между двойными звездами, но и в пределах планет. Астрономы их часто используют для установки в этих точках различных космических аппаратов и спутников. Находясь в этих точках, космические аппараты сохраняют максимальную устойчивость, не притягиваясь крупным космическим объектом, затрачивая минимум топлива.

Разрушение Тритона в представлении художника

В профессиональной астрономии термин «Полость Роша» чаще всего относят все-таки к двойным звездным системам. Если же говорить о полости Роша планет и их спутников, то астрономы называют эту полость термином «предел Роша». Переступив черту этого предела и подойдя слишком близко к планете, у спутника существует риск быть разрушенным. Так, например, когда спутник Нептуна Тритон войдет в полость Роша Нептуна, то он будет разорван.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник

РОША ПРЕДЕЛ

Теория приливного разрушения тел позволяет, в частности, объяснить наличиеблизко расположенных (двойных) кратеров на современных поверхностях Земли,

Полезное

Смотреть что такое «РОША ПРЕДЕЛ» в других словарях:

Роша предел — Приближение «жидкого» спутника: на большом расстоянии от центрального тела форма спутника почти сферическая. При приближении к пределу Роша спутник деформируется приливными силами. На расстоянии, равном пределу Роша приливные силы и силы… … Википедия

Роша предел — критическое расстояние от планеты, ближе которого, вследствие разрушающего действия гравитационных сил, невозможно существование спутников. Исследован французским астрономом Э. Рошем (Е. Roche; 1820 83), установившим, что для жидких… … Большая советская энциклопедия

Предел Роша — Приближение «жидкого» спутника: на большом расстоянии от центрального тела форма спутника почти сферическая. При приближении к пределу Роша спутник деформируется приливными силами. На расстоянии, равном пределу Роша приливные силы и силы… … Википедия

Предел Чандрасекара — Предел Чандрасекара верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик. Если масса звезды превышает этот предел, то она становится нейтронной звездой. Существование предела было доказано индийским астрофизиком… … Википедия

Сфера Хилла — Контурами изображены эффективные гравитационные потенциалы системы двух тел (на рисунке Солнце и Земля) и центробежные силы во вращающейся системе координат, в которой Земля и Солнце остаются неподвижны … Википедия

Рош, Эдуард Альберт — (фр. Édouard Albert Roche; 17 октября 1820, Монпелье 8 апреля 1883) французский астроном, математик, наиболее известный своими работами в области небесной механики. Содержание 1 Биография 2 Научная деятельность … Википедия

Эдуард Рош — Рош, Эдуард Альберт (фр. Édouard Albert Roche; 17 октября 1820, Монпелье 8 апреля 1883) французский астроном, математик, наиболее известный своими работами в области небесной механики. Содержание 1 Биография 2 Научная деятельность … Википедия

Рош, Эдуард Альбер — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Рош (значения). Эдуард Альбер Рош фр. Édouard Albert Roche Дата рождения: 17 октября 1820(1820 10 17) … Википедия

ПУЛЬСАРЫ — переменные источники косм. эл. магн. излучения, открытые первоначально (1967, англ. учёный Э. Хьюиш с сотрудниками) как источники импульсного радиоизлучения с исключит. регулярно повторяющимися импульсами (рис. 1). Периоды повторения импульсов у… … Физическая энциклопедия

Белый карлик — У этого термина существуют и другие значения, см. Белый карлик (значения). Белые карлики проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара (максимальная масса, при которой звезда может существовать как белый карлик) … Википедия

Источник

Роша предел

Предел Роша — радиус круговой орбиты спутника, обращающегося вокруг небесного тела, на котором приливные силы, вызванные гравитацией центрального тела, равны силам самогравитации спутника.

Существование такого предела было показано в 1848 Эдуардом Рошем, рассчитавшим такой предел для жидких спутников; на основании этого расчёта Рош предположил, что кольца Сатурна состоят из множества независимо обращающихся небольших частиц.

Содержание

Предел Роша в небесной механике и планетологии

Обычно следствием существования предела Роша называют тот факт, что спутники с нулевой собственной прочностью, обращающиеся на орбитах ниже предела Роша, неустойчивы и разрушаются приливными силами: примером такого разрушения может служить фрагментация кометы Шумейкера — Леви-9 при её прохождении 7 июля 1992 внутри предела Роша Юпитера.

Однако, гораздо более существенным для астрофизики и планетологии является «обратный» вывод: внутри сферы с радиусом, меньшим предела Роша, невозможна гравитационная конденсация вещества с образованием единого тела (спутника): кольца Сатурна расположены внутри предела Роша и состоят, судя по всему, из материи, сохранившейся с ранних стадий формирования Солнечной системы.

Пределы Роша для «жёсткого» и «жидкого» спутников

В приближении «жёсткого» сферического спутника, т. е. при условиях пренебрежения его приливной деформации и вращения, предел Роша a_R зависит от радиуса центрального тела R и отношения плотностей центрального тела ρ_M и спутника ρ_m :

В приближении «жидкого» несферического спутника, форма которого определяется приливными силами, предел Роша увеличивается почти в 2 раза:

Более точно, учитывая релятивистские эффекты:

Отношение радиусов орбит к пределам Роша для спутников планет Солнечной системы

Все сколько-нибудь крупные спутники планет Солнечной системы имеют радиусы орбит, превышающие соответствующие пределы Роша; исключением является Фобос, радиус орбиты которого меньше предела Роша для «жидкого» спутника.

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Роша предел» в других словарях:

РОША ПРЕДЕЛ — (по имени франц. астронома Э. Роша (Е. Roche)), предельная эквипотенц. поверхность, определяющая наибольшие возможные размеры компонентов тесной двойной звёздной системы (пары) при сохранении системой устойчивости. Тесными двойными наз. звёздные… … Физическая энциклопедия

Роша предел — критическое расстояние от планеты, ближе которого, вследствие разрушающего действия гравитационных сил, невозможно существование спутников. Исследован французским астрономом Э. Рошем (Е. Roche; 1820 83), установившим, что для жидких… … Большая советская энциклопедия

Предел Роша — Приближение «жидкого» спутника: на большом расстоянии от центрального тела форма спутника почти сферическая. При приближении к пределу Роша спутник деформируется приливными силами. На расстоянии, равном пределу Роша приливные силы и силы… … Википедия

Предел Чандрасекара — Предел Чандрасекара верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик. Если масса звезды превышает этот предел, то она становится нейтронной звездой. Существование предела было доказано индийским астрофизиком… … Википедия

Сфера Хилла — Контурами изображены эффективные гравитационные потенциалы системы двух тел (на рисунке Солнце и Земля) и центробежные силы во вращающейся системе координат, в которой Земля и Солнце остаются неподвижны … Википедия

Рош, Эдуард Альберт — (фр. Édouard Albert Roche; 17 октября 1820, Монпелье 8 апреля 1883) французский астроном, математик, наиболее известный своими работами в области небесной механики. Содержание 1 Биография 2 Научная деятельность … Википедия

Эдуард Рош — Рош, Эдуард Альберт (фр. Édouard Albert Roche; 17 октября 1820, Монпелье 8 апреля 1883) французский астроном, математик, наиболее известный своими работами в области небесной механики. Содержание 1 Биография 2 Научная деятельность … Википедия

Рош, Эдуард Альбер — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Рош (значения). Эдуард Альбер Рош фр. Édouard Albert Roche Дата рождения: 17 октября 1820(1820 10 17) … Википедия

ПУЛЬСАРЫ — переменные источники косм. эл. магн. излучения, открытые первоначально (1967, англ. учёный Э. Хьюиш с сотрудниками) как источники импульсного радиоизлучения с исключит. регулярно повторяющимися импульсами (рис. 1). Периоды повторения импульсов у… … Физическая энциклопедия

Белый карлик — У этого термина существуют и другие значения, см. Белый карлик (значения). Белые карлики проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара (максимальная масса, при которой звезда может существовать как белый карлик) … Википедия

Источник