洛希极限
爱德华·洛希提出的天文学概念
条目
历史版本
洛希极限（Roche limit），也被称为洛希半径（Roche radius）[2]，行星与其卫星间的最小可能距离。小于这一距离时，行星对卫星的潮汐作用将造成卫星解体。也常用于双星系统。[1]这个临界半径值是法国数学家爱德华·洛希（Edouard Roche）于1848年求出的，所以称为洛希极限。[3]
天文学上，洛希极限用来解释行星环的形成[4]，也用来对太阳系天体相互作用和运动作近似估计。[5]洛希极限是一个天体与一个天体之间的距离，在该距离内，第二个天体仅靠自身引力而解体，因为第一个天体的潮汐力超过了第二个天体的自身引力。[6]在洛希极限内的物质受行星潮汐作用大，虽然星环中的颗粒会发生碰撞，但潮汐力仍然强于自身的引力，所以不能聚集成卫星，而形成环系。[7][8]而在极限外，物质倾向于合并，细小的颗粒会受彼此的引力影响粘在一起，不断成长。[9][8]行星环的形成与洛希极限密切相关，正因如此，往往是质量较大的行星才拥有稳定的行星环。[4]
洛希极限也常用于行星和环绕它的卫星。有些天然或人工卫星，尽管它们在它们所环绕的星体的洛希极限内，却不至于成为碎片，因为它们除了引力外，还受其他力的影响。木卫十六和土卫十八就是这样的例子，它们和所环绕的星体的距离小于流体洛希极限，它们仍未成为碎片是因为有弹性，加上它们并非完全流体。在这种情况下，由于潮汐力在两个天体中心之间的直线上最强，因此卫星表面的物体能否被潮汐力扯离卫星，要视物体在卫星表面的位置而定。[10]洛希极限决定于主星和伴星的相对质量和密度。如果主、伴星密度相同，则洛希极限值为主星半径的2.44倍；月球的洛希极限值为地球半径的2.89倍，约18,400千米。[11]人造卫星太小，无法产生巨大的潮汐应力。[12]
一些内部引力较弱的物体，例如彗星，可能在经过洛希极限内时化成碎片。苏梅克－列维9号彗星就是典型的例子，它在1992年经过木星时解体为21个碎片，1994年7月16日20时15分开始与木星碰撞。[10][13]彗木大撞击是人类有史以来能够看到最为壮观的彗星、行星相撞事件，是彗星落入木星洛希极限被撕碎的实例。[13]