洛希極限究竟有多可怕?為何所有天體越過它,都會粉身碎骨?

漫酱~ 2023/02/02 檢舉 我要評論

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洛希極限

1848年,法國天文學家和數學家愛德華·洛希(Édouard Roche)發表了一篇論文,表明月球在被潮汐力撕裂之前繞行星運行的距離是有限的。

而他也成為了第一位計算這一極限值的人,故而人們便以愛德華·洛希的名字,來為這個極限值命名,即「洛希極限」(Roche limit)。

簡單來理解,洛希極限其實就是一個距離值,是兩個天體之間能夠保持穩定、安全運行的最近距離,包括地球在內的所有行星都存在洛希極限。

擁有浪漫思想的人還認為,這樣的洛希極限不正是情侶之間該遵守的愛情準則嗎?不過分親密,也不過分遠離,兩人始終保持著最理想,最舒服的距離,相互吸引,松弛有度。

一旦突破洛希極限,一些較小的星體,可能會直接粉身碎骨。

就以我們最熟悉的地球和月球來舉例,地月之間的距離為38萬公里。如果月球不斷靠近地球,移動到地球上方約18470公里的位置時,這個位置便被稱為「洛希極限」。

但是月球一旦突破洛希極限,月球將不再是以一副完好無損的軀體逼近地球。因為月球會被地球的潮汐引力拉扯,撕成碎片。

隨后,這些碎片會散落在地球赤道上方,形成一個直徑達37000公里的碎片環。

不過,幸運的是,現如今的月球正在以每年3.78厘米的速度遠離地球,所以月球和地球之間不太有突破洛希極限,導致被粉碎的可能。

洛希極限還受到其他一些因素的影響:

行星的質量越大,引力場也就越強,其周圍破壞性潮汐力區域也就越大。因此,行星的質量大小,也會影響洛希極限的大小。

半徑較小的衛星,相比于半徑較大的衛星,受到的潮汐力更小,并且可以在整體不分裂的情況下更接近行星。因此,洛希極限也會隨著衛星大小的增加而增加。

對于高速旋轉的衛星,還會產生額外的離心力,使它想要自行分離。自轉得越快,潮汐力也就越容易摧毀它。

蘇梅克-列維9號彗星

在宇宙漫長的歷史進程中,也發生過一些突破洛希極限的真實案例。比如,蘇梅克-列維9號彗星的分裂,就是一個極具說服力的例子。

在1992年時,舒梅克-列維9號彗星就已經很靠近木星了。

直到1994年的夏天,舒梅克-利維-9號這個大冤種,終于迎來了與木星的「親密接觸」。

但就在舒梅克-列維9號彗星撞擊木星時,潮汐力已經將它撕成了碎片。在被粉碎時所產生的巨大能量,遠遠超越了人類任何核武器爆炸所產生的能量。

隨后,這些碎片散落在木星周圍的橢圓軌道上,有的直接穿越了木星的云層。這也是為什麼後來我們用望遠鏡觀察木星大氣層時,總是能看見一些木星黑斑的原因了。

土星環

土星環也為我們提供了另一個洛希極限的例子。

土星作為太陽系中質量第二大的行星,地位僅次于老大哥木星,擁有著強大的引力場。

在土星的外圍還有一圈明亮壯闊的光環,關于這圈土星環的起源,科學界一直眾說紛紜,提出過多種理論和假設。

土星

一種觀點認為,土星環可能是曾經繞土星運行的衛星,與其他外圍物質相撞后留下的碎片。土星的衛星大多有冰冷的外殼,因此也被稱為「冰殼衛星」。

如果冰殼被剝離,那麼衛星的其余部分可能直接墜入了土星大氣層,由此形成了土星環。

另一種觀點認為,土星環是由碎片,塵埃,彗星或者小行星在經過土星附近后慢慢形成的。

上文也提到土星的引力場強大,這些物質受到土星引力影響,被拉向土星,從此被困在土星周圍,形成土星環。

但還有一種觀點認為,土星環美麗的外表背后,其實也是由恐怖的洛希極限所造就的。

曾經有一顆中等大小的土星衛星突破了洛希極限,被潮汐力撕碎,最終形成了土星環。

無論你贊同哪種觀點,不可否認的是,洛希極限的概念對于我們研究土星、木星、天王星和海王星等行星周圍的暗淡光環,都提供了理論基礎。

能幫助我們,預測一些太陽系未來可能發生的行星毀滅事件。

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