Предел Роша
Nov. 3rd, 2017 09:42 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
atandakil_gunzeПредставим себе тело А, вращающееся вокруг тела В (спутник вокруг планеты, планету вокруг звезды, звезду вокруг звезды или звезду вокруг черной дыры).
Сила притяжения к каждому из тел обратно пропорциональна квадрату расстояния до этого тела, а значит, убывает с расстоянием. Поэтому та точка тела А, которая является ближайшей к телу В, притягивается к нему сильнее, чем противоположная ей точка. Именно поэтому, например, точка Земли, ближайшая в данный момент к Луне, притягивается к ней сильнее, чем точка, удаленная от Луны. В результате внутри притягивающегося тела возникает разность сил, и в в нем возникают приливные деформации - тело растягивается вдоль прямой, соединяющей центры масс обоих тел. Получается, что под действием тяготения второго тела в первом возникает разрывающая его приливная сила.
Чем ближе тела находятся друг к другу, тем большей является эта разность сил (приливная сила) и тем сильнее приливная деформация. В результате оказывается, что если тело А находится слишком близко к телу В, приливная деформация окажется столь большой, что прочности тела А может не хватить, чтобы ее выдержать, и оно разрушается.
Расстояние, ближе которого спутник не может подойти к центральному телу, не разрушившись приливными силами, называется пределом Роша центрального тела. Разумеется, оно зависит еще и от прочности спутника - для газового облака оно меньше, чем для жидкого тела, а для твердого спутника - больше.
Объем вокруг любого тела, ограниченный его пределом Роша, называется его полостью Роша.
Таким образом, любой объект, залетевший в предел Роша данного небесного тела, будет разрушен силами притяжения.
Примеры такого разрушения регулярно наблюдаются. Самый яркий - кольца вокруг планет, например, кольца Сатурна. Они находятся внутри полости Роша данной планеты и образованы либо остатками спутника, приблизившегося к планете и разрушенного приливными силами, либо газом и пылью, которые так и не смогли собраться в спутник из-за того, что его разрывало приливными силами еще до конденсации в единый объект.
Еще один пример - аккреционные диски вокруг черных дыр, которые образованы разорванными приливными силами газовыми облаками. Неоднократно наблюдались случаи гибели звезд, разрываемых таким образом притяжением сверхмассивных черных дыр. Собственно, судя по всему, это - один из основных механизмов формирования колоссальной яркости квазаров. При этом в самых больших черных дырах массами в миллиарды солнечных гравитационное поле является колоссальным, но убывает с расстоянием, разумеется, не так сильно, как в обычных сверхмассивных черных дырах, и их предел Роша лежит внутри горизонта событий, поэтому приблизившаяся к такой дыре звезда может не быть разорвана в газовый диск, а поглощается целиком (механизм свечения блазара(лацертиды), https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/2200.html).
Еще пример: в тесных двойных звездных системах часть поверхности одной звезды попадает в полость Роша второй - и в результате притяжение второй звезды срывает газ с поверхности первой звезды и перетягивает его на вторую
Сила притяжения к каждому из тел обратно пропорциональна квадрату расстояния до этого тела, а значит, убывает с расстоянием. Поэтому та точка тела А, которая является ближайшей к телу В, притягивается к нему сильнее, чем противоположная ей точка. Именно поэтому, например, точка Земли, ближайшая в данный момент к Луне, притягивается к ней сильнее, чем точка, удаленная от Луны. В результате внутри притягивающегося тела возникает разность сил, и в в нем возникают приливные деформации - тело растягивается вдоль прямой, соединяющей центры масс обоих тел. Получается, что под действием тяготения второго тела в первом возникает разрывающая его приливная сила.
Чем ближе тела находятся друг к другу, тем большей является эта разность сил (приливная сила) и тем сильнее приливная деформация. В результате оказывается, что если тело А находится слишком близко к телу В, приливная деформация окажется столь большой, что прочности тела А может не хватить, чтобы ее выдержать, и оно разрушается.
Расстояние, ближе которого спутник не может подойти к центральному телу, не разрушившись приливными силами, называется пределом Роша центрального тела. Разумеется, оно зависит еще и от прочности спутника - для газового облака оно меньше, чем для жидкого тела, а для твердого спутника - больше.
Объем вокруг любого тела, ограниченный его пределом Роша, называется его полостью Роша.
Таким образом, любой объект, залетевший в предел Роша данного небесного тела, будет разрушен силами притяжения.
Примеры такого разрушения регулярно наблюдаются. Самый яркий - кольца вокруг планет, например, кольца Сатурна. Они находятся внутри полости Роша данной планеты и образованы либо остатками спутника, приблизившегося к планете и разрушенного приливными силами, либо газом и пылью, которые так и не смогли собраться в спутник из-за того, что его разрывало приливными силами еще до конденсации в единый объект.
Еще один пример - аккреционные диски вокруг черных дыр, которые образованы разорванными приливными силами газовыми облаками. Неоднократно наблюдались случаи гибели звезд, разрываемых таким образом притяжением сверхмассивных черных дыр. Собственно, судя по всему, это - один из основных механизмов формирования колоссальной яркости квазаров. При этом в самых больших черных дырах массами в миллиарды солнечных гравитационное поле является колоссальным, но убывает с расстоянием, разумеется, не так сильно, как в обычных сверхмассивных черных дырах, и их предел Роша лежит внутри горизонта событий, поэтому приблизившаяся к такой дыре звезда может не быть разорвана в газовый диск, а поглощается целиком (механизм свечения блазара(лацертиды), https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/2200.html).
Еще пример: в тесных двойных звездных системах часть поверхности одной звезды попадает в полость Роша второй - и в результате притяжение второй звезды срывает газ с поверхности первой звезды и перетягивает его на вторую
