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引潮力和洛希限在天文学教程中的介绍

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:地球表面上其他点受到的引潮力应当是该点与地心O受到月球引力的矢量差。简单的计算得出,月球对地球引潮力是太阳引潮力的2.2倍,在阴历初一或十五恰好是太阳和月球的引潮力叠加的最大值,发生大潮。一般说来,在行星的洛希限内的卫星会被行星的引潮力瓦解为碎块。因此,行星的洛希限内一般不存在卫星,而可能存在由小物体组成的环系。实际上,使天体M1瓦解的最大极限距离与洛希限的理论值有些差别。

引潮力和洛希限在天文学教程中的介绍

地球上不仅有海潮,还有大气潮和固体潮,主要是由于月球(或太阳)对地心和对地球某点的引力之差所致。例如,质量为M的月球对地心和地表的月下点A或其背面点B(见图3-17)上单位质量引力差——引潮力最大:

式中,D是地球中心与月球中心的距离,r是地球半径。相对于地心O而言,A点所受引潮力的方向指向M的中心O′,而B点所受引潮力的方向则相反。于是,在地球的向、背天体M的两侧形成潮汐隆起。地球表面上其他点受到的引潮力应当是该点与地心O受到月球引力的矢量差。简单的计算得出,月球对地球引潮力是太阳引潮力的2.2倍,在阴历初一或十五恰好是太阳和月球的引潮力叠加的最大值,发生大潮。

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图3-
17 引潮力

由式(3-26)可见,如果两天体距离D足够小,引潮力可能大于某天体M1的内聚力,从而导致天体M1瓦解破碎。若天体M1的内聚力只是其各部分之间的引力,可导出天体M的引潮力使天体M1瓦解的最大极限距离DR,称为洛希限(Roche limit):

式中,ρ和R是天体M的平均密度和半径,ρ1是天体M1的平均密度。一般说来,在行星的洛希限内的卫星会被行星的引潮力瓦解为碎块。因此,行星的洛希限内一般不存在卫星,而可能存在由小物体组成的环系。实际上,使天体M1瓦解的最大极限距离与洛希限的理论值有些差别。

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