질문
저희 과제가 로시한계와 불안정 한계에 대해 조사하여
정리를 해오는 것이 있습니다.
그것에 대해 자세히 알고 싶습니다.
그리고 공식같은 것도 알려주십시오.
자세한 답변 부탁 드립니다.
그럼 저는 이만...
답변1신주현 wrote:
> 저희 과제가 로시한계와 불안정 한계에 대해 조사하여
> 정리를 해오는 것이 있습니다.
> 그것에 대해 자세히 알고 싶습니다.
> 그리고 공식같은 것도 알려주십시오.
> 자세한 답변 부탁 드립니다.
> 그럼 저는 이만...
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질문상자 295를 참고하시기 바랍니다.
답변2신주현 wrote:
> 저희 과제가 로시한계와 불안정 한계에 대해 조사하여
> 정리를 해오는 것이 있습니다.
> 그것에 대해 자세히 알고 싶습니다.
> 그리고 공식같은 것도 알려주십시오.
> 자세한 답변 부탁 드립니다.
> 그럼 저는 이만...
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아래 답변에 추가합니다.
로쉬 (Roche)의 한계는 1850년 에드워드 로쉬가 럭비공 모양의 유체로 이루어진 위성에 작용하는 행성의 조석력을 연구하여 발표한 것입니다. 위성에 작용하는 행성의 중력이 위성의 위치에 따라 달라지는 차등중력 (differential gravitational forces)에 의하여 나타나는 조석력이 행성과 위성 간의 거리에 함수가 되는데, 만약 어떤 일정거리 내로 위성이 다가오면 이 조석력이 위성 자체의 중력 보다 크게되어 위성은 형태를 유지할 수 없게 됩니다. 이 한계 거리를 로쉬의 한계라 하며 그 의미는 '아래' 답에 잘 설명되어 있습니다.
만약 행성의 반경, 질량, 밀도를 각각 M, R, D_M이라하고 럭비공 모양의 유체로 이루어진 위성의 질량과 반경을 각각 m, r, D_m, 그리고 둘 사이의 거리를 d라 하고, M>>m일때 로쉬 한계 d_RC는,
d_RC = 2.4554 (D_M/D_m)^(1/3) R,
이 됩니다. 달의 경우 지구 반경의 약 2.9배 이내로 달이 들어오면 달 자체의 중력으로 지구의 조석력을 떠받일 수 없게 되어 달이 파괴됩니다.
만약 강체임을 가정하면 윗 식의 계수는 2.4554 ---> 1.44로 바뀌게 됩니다.
불안정 한계는 행성에서 아주 멀리 떨어진 위성의 경우 어떤 한계 거리 밖으로 벗어 나면 다른 천체의 섭동을 받아 행성으로부터 떨어져 나가게되는데 이 한계거리를 의미합니다. 이러한 섭동을 차등섭동이라 합니다.
어떤 행성과 그 위성의 질량을 각각 M1, m이라하고, 둘 사이의 거리를 d라하고, 멀리 떨어진 섭동을 주는 천체의 질량과 행성과의 거리를 D라 하면 불안정 한계 d_i는,
d_i = (M1/M2)^(1/3) D,
로 주어집니다. 지구-달계의 경우 태양이 섭동천체가 되어 이 불안정 한계는 약 170만 km로 현재 지구-달 거리의 약 4배에 해당합니다.