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洛希极限 洛希极限的推导

步骤:

一、假设地球表面有一个质量u,地球半径为r,质量m。

木星半径R,质量M。

那么u所受的地球引力就是FG。

d为地木距离。

二、考虑潮汐力,木星对地心同一质量u的吸引减去对表面质量u的吸引就是潮汐力FT,d-r为木星中心到地球表面的距离。

FT可以加以处理然后使用泰勒级数展开,保留一级近似,可以得到。

洛希极限

中文名洛希极限

外文名Roche limit

所属学科天文学

提出者爱德华·洛希

应用学科天文学

定义对于地球而言,小行星或彗星对其的危害和威胁曾经发生过,现在乃至将来会一直存在。在地球强大的引力下,以百倍于子弹的速度风驰电掣般地撞向地球,小行星的体积越大,撞击的能量越会急剧地增加,任何一颗直径几公里的小行星都将毁灭地球。

哪怕是几十米的陨石都会使人类遭受灭顶之灾,即使用现在人类最先进的高超音速导弹都很难拦截小行星。那么人类是不是就只能坐以待毙了呢?庆幸的是原来还有一个星球的保护神——洛希极限。[1]

计算方法设洛希极限为d。对于一个完全刚体、圆球形的卫星,假设其物质都是因为重力才合在一起的,且所环绕的行星亦是圆球形,并忽略其他因素如潮汐变形及自转。

其中R是卫星所环绕的星体的半径,ρM是该星体的密度,ρm是卫星的密度。对于是流体的卫星,潮汐力会拉长它,令它变得更易碎裂。

由于有黏度、摩擦力、化学链等影响,大部分卫星都不是完全流体或刚体,其洛希极限都在这两个界限之间。如果一个刚体卫星的密度是所环绕的星体的密度两倍以上(例如一个巨大的气体行星跟刚体卫星;对于流体卫星来说,则要约142倍以上),d<R,洛希极限会在所环绕的星体之内,即是说这个卫星永远都不会因为所环绕的星体的引力而碎裂。

这是一个理想状况下的静态洛希极限式,只有在实验室里摆置两个星球才会出现这种情况。Revise advise:简单的现实模拟,一个小天体(质量m,半径r)在主星(质量M,半径R)周围(半长轴a)运行。

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