Небесная механика. Что такое предел Роша?

что такое предел Роша? Астрономия

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.

Поделитесь с друзьями!
Живой Космос
Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: