天體力學與重力
洛希極限
/ ROHSH /
讓一顆衛星越來越靠近它的行星,到某一點行星的潮汐就會取勝:它們把衛星拉散的速度快過衛星自身重力能維繫的速度。發生這件事的距離就是洛希極限——這條危險界線之內,一個僅靠自身重力維繫的天體會被撕成碎礫。
越靠近行星,潮汐力(衛星內部重力的差異)陡增,而衛星的自重力保持不變。洛希極限就是二者相交之處。對一個僅由重力束縛的天體,它大約位於行星半徑的 2.4 倍處,並按兩者密度之比的立方根縮放——所以一顆蓬鬆低密度的衛星會在更遠處就被撕碎,密度大的則更近。關鍵在於,這適用於靠重力維繫的天體;一塊小岩石或一艘飛船靠材料強度維繫,能在近得多的地方倖存。
洛希極限解釋了太陽系最美麗的特徵之一。土星環位於其洛希極限之內,這正是它們為何是由無數小塊構成的環、而非一顆衛星:任何遊蕩(或形成)到那裡的衛星都永遠無法聚合。它還預言了像彗星這類遊蕩得過近的天體的命運——蘇梅克-列維 9 號彗星在 1994 年撞上木星之前,已被潮汐撕成一串碎片。
土星壯觀的環位於其洛希極限之內:無數冰塊永遠無法聚成一顆衛星,被行星的潮汐永久地碾散開來——這是用光畫在天空中的洛希極限。
在洛希極限之內,衛星無法形成——只能形成環。
洛希極限假定天體僅靠自身重力維繫。具有真實材料強度的固體(小行星、飛船)可以在其內部完好地運行,所以這個極限說的是靠重力束縛的天體,而非一切物體。
又稱
另見