• 您現在的位置是:首頁 >精選問答 > 2023-11-24 19:00:21 來源:

    兩個人之間的聊天暗號(兩個人之間的洛希極限)

    導讀 大家好,我是小夏,我來為大家解答以上問題。兩個人之間的聊天暗號,兩個人之間的洛希極限很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!當行星...

    大家好,我是小夏,我來為大家解答以上問題。兩個人之間的聊天暗號,兩個人之間的洛希極限很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!

    當行星與衛星距離近到一定程度時,潮汐作用就會使天體本身解體分散。這個使衛星解體的距離的極限值是由法國天文學家洛希首先求得的,因此稱為洛希極限。當天體和第二個天體的距離為洛希極限時,天體自身的重力和第二個天體造成的潮汐力相等。如果它們的距離少于洛希極限,天體就會傾向碎散,繼而成為第二個天體的環。它以首個計算這個極限的人愛德華·洛希的名字命名。

    設洛希極限為d。

    對于一個完全剛體、圓球形的衛星,假設其物質都是因為重力才合在一起的,且所環繞的行星亦是圓球形,并忽略其他因素如潮汐變形及自轉。

    其中R是衛星所環繞的星體的半徑,ρM是該星體的密度,ρm是衛星的密度。

    對于是流體的衛星,潮汐力會拉長它,令它變得更易碎裂。

    由于有黏度、摩擦力、化學鏈等影響,大部分衛星都不是完全流體或剛體,其洛希極限都在這兩個界限之間。

    如果一個剛體衛星的密度是所環繞的星體的密度兩倍以上(例如一個巨大的氣體行星跟剛體衛星;對于流體衛星來說,則要約14.2倍以上),d < R,洛希極限會在所環繞的星體之內,即是說這個衛星永遠都不會因為所環繞的星體的引力而碎裂。

    這是一個理想狀況下的靜態洛希極限式,只有在實驗室里擺置兩個星球才會出現這種情況。

    Revise advise:

    簡單的現實模擬,一個小天體(質量m,半徑r)在主星(質量M,半徑R)周圍(半長軸a)運行,

    1. 中心星的引力作用:

    小天體受到的引力是

    引力梯度在小天體軌道處為

    小天體近星點與背星點之間的起潮力為

    ,→

    2. 小天體運動產生的慣性離心力作用:

    在簡化的情況下,設小天體的自轉與公轉同步,ω =

    小天體各處受的離心力為

    = r × ω2,

    小天體近星點與背星點間的起離心力為

    = Δr × ω2 ,

    3. 小天體的自身引力約束

    在小天體解體極限位置,主星引力起潮力 + 發散離心力 > 衛星自約束引力:

    即:

    ,→

    ,得:

    ,----------(1)

    再將

    代入,得:

    ,----------(2)

    代入(2)式消去

    ,得:

    ,----------(3)

    這是洛希極限的終極公式。

    只要知道兩個值就可以得出結果;比如,只要知道了太陽的質量和彗星的密度,就可以預測彗星的解體位置;又或者精確觀察彗星的解體位置,就可以知道彗星的密度,驗證其他觀察手段測量彗星密度的準確性;精準、好用。

    end revise.

    行星半徑

    編輯

    當行星到達洛希極限時:

    行星的最大希爾球達到L1(L2)點:

    兩式合并簡化,得:

    行星表面與洛希瓣合一(或說行星充滿了洛希球)!

    行星不能再吸積物質,或者更甚, 會失去表面的物件。這就是洛希極限、希爾球和洛希瓣的物理意義。

    公式(1)也可以變為:

    ,完美的數學對稱。

    這就是洛希極限與希爾球的天文意義。

    適用范圍

    編輯

    對于有衛星的行星,比如地球和地球軌道外側的六大行星,以及有過人造衛星的其他天體,比如月球和水星、金星等,宿主天體和本身的質量都是精確可測的,可以用(1)式計算;

    對于沒有任何衛星或人造衛星的天體,只能通過外觀尺寸估計他的質量或密度,用(1)式或(2)式計算都可以;

    如果能確定天體的屬性,比如它是彗星、氣體行星、裸巖行星等,可以較準確估計他的密度,用(2)式計算會更方便;

    對于彗星在太陽系內我們了如指掌的大天體的情況,用(3)式則更靈活。

    (2)式的靈活應用:(2)式除以主星半徑,得a/R值。

    a/R小于1,則衛星要落入主星內部才會解體,在軌衛星沒有解體風險。

    所以,ρm > 3 × ρM時,a/R<1,天體沒有解體風險。

    太陽的平均密度是1408 kg/m^3,密度大于4224 kg/m^3的軌道運動物都沒有解體風險。

    本文到此講解完畢了,希望對大家有幫助。

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