ロシュの限界を徐々に超えると、惑星や月はどのように変化しますか?


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はるかに巨大な巨大惑星のロシュ限界を超えるオブジェクト(ここでは地球のような密度の大きな月を想定)のいくつかの漫画シミュレーション()は、突然崩壊してリングを形成する円を示しています。しかし、そのようなプロセスは地質学的な時間スケールで徐々に起こります。全月が崩壊するとき、1つの悪い日があるとは思えない(-Ohのように、エベレスト山が壊れて飛び去った!

数百万年の間にその限界を超えて(やや偏心した)軌道が内側に向かって渦巻くにつれて、潮汐引き締まりは火山活動を引き起こし、月を徐々に溶かしませんか?

溶ける月はどのように変形しますか?それは本当に初代惑星に向かって伸びた楕円形を想定するでしょうか?近い側は遠い側よりも速く軌道を回る必要があるので、それが最初に潮汐的にロックされていたとしても、月が加速された速度で回転することはありませんか?溶解、変形、回転により、Rocheの制限内でさらに崩壊するのを防ぐことができますか?

私が知っているロシュリミットクロッシングの例:

  • シューメーカーレビー9彗星は、木星に比べて非常に高速だったため、突然壊れた可能性があります。
  • フォボスは、ロシュの限界を火星まで5,000万年以内に超えます。突然のプロセスではありません。ただし、密度と質量が非常に低いため、火山活動や溶融は許可されません。
  • 密度が〜7 g /cm³の太陽系外惑星候補であるKOI1843.03は、(私が解釈しているように)脱落した密度の低い化合物のRoche限界内にすでにあります。

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具体的な回答はありませんが、いくつかの良いコメントがありました。 space.stackexchange.com/questions/10113/...
userLTK

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また、Shoemaker-Levi 9の相対速度は、その分解とは関係がないと思います。相対速度は大気に入るときに重要になりますが、オブジェクトがロシュの制限内を通過するときは重要ではありませんが、超高速で移動している場合は、分解はより少なくなる可能性がありますが、太陽系では高速に移動しません。シューメーカーは、ロシュリミットの内側を通過する細長い軌道を持ち、分裂し、衝突する前に木星の周りを2年間ループしました。 ase.tufts.edu/cosmos/pictures/May10%5Cfinal%5Cimages/...
userLTK

最近の記事によると、分割が始まると、フォボスは「数日から数週間」しかかかりません。 nature.com/news/...
BowlOfRed

回答:


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大きな月(惑星のサイズ)は流体モデルによってモデル化されます。つまり、摩擦と引張強度は弱すぎて月の形状を大幅に変更できません。形状は回転、渦、自己重力、および潮汐力によって決定されます。フォボスのような小さな月は、瓦礫の山のモデルに従うでしょう。円軌道では、潮汐加熱は大きな役割を果たしません。

流体モデルは広範囲にわたって研究されてきました。発生する形状は、平衡値として知られてます。完全に理解するために、親の本体は月と一緒に1つのシステムとして考えられるべきです。(流体)ロシュの限界に近づきすぎる月は次第に変形し(潮汐熱は内部の摩擦に依存します)、ある時点で質量が減少し始めます。流体の特性に応じて、渦を伴う解と渦のない解が存在します。失われた質量は、n体システムを形成する可能性があります。ロシュリミットの外側、またはリングシステムを形成します。惑星に近づくと、衝突して惑星と融合し、惑星の全体的な回転楕円体になるか、または惑星がすでに高速で回転していて、月の質量が十分に高かった場合、惑星の回転を増加させます。 、それは例えば受け得るようマクローリン - ヤコビ、ポイントまで、シリーズ、それができないaccrete以上の質量を。詳細にはいくつかの可能性があります

引っ張り強度のある瓦礫の山は、引っ張り強度のない瓦礫の山よりも、突然の形状変化や破壊を受ける可能性が高くなります。引張強度のない瓦礫の山の挙動は摩擦に依存します。摩擦が少ないほど、流体モデルに近くなります。瓦礫の山の引張強度が大きいほど、それはリジッドモデルのように動作します。Ridgidオブジェクトは、流体オブジェクトのRoche制限をはるかに下回っても生き残ることができますが、潮汐力が強くなりすぎると突然中断します。


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ボディは通常、内側ではなく外側に進みます。(参照してくださいなぜ?による潮に、地球から遠ざかる月で、これは他の衛星のための典型的ですか?。)のみ周回体かもしれないアプローチが速く、主被写体よりも軌道が近い同期軌道よりも、IOWを回転させることをものであること。ワット/他の団体、共鳴にロックされている場合でも、それらは後退でき例えば、衛星、さらにアウト。(木星最大の3つの衛星が1:2:4の共振で軌道を回る理由を誰かが知っていますか?)しかし、ダイモスとフォボスは火星に接近しています。

接近してくる体があるとすると、偏心と傾斜はゆっくりと縮退する円軌道に減衰します。体が近づくと、本体の2つの潮汐の正味引き力による体の加速度は、距離の6乗でほぼ増加します。(惑星とその月の潮汐進化を参照してください。)そして、潮汐熱は体を柔らかくし、さらに多くの変形を可能にします。

それはある時点で暴走するプロセスであり、その時点はロシュの限界にかなり遠いかもしれません。どれくらいの距離がボディのサイズ、材料の引張強度、ボディの構造、熱伝導率、温度による変化などに依存するでしょう。プロセスを説明するには、詳細なモデリングが必要です。災害は、最も脆弱な体の場所で始まり、そこから拡大するか(Ka-Boom!)、または体全体が同時に関与する(Squish!)。「ブーム」にはならないかもしれませんが、最後にはリアルタイムで観察できるかもしれません。

別の可能性は、力が最も強い近端で体が崩壊し始めることです。運動量を保存することで(またはそれはエネルギーでしょうか?)、ピースが去るたびに、身体の残りの部分がわずかに逆方向に押され、残りをわずかに高く送信して、プロセスを遅延させます。これにはかなり時間がかかる可能性がありますが、常にある時点で事態が不安定になり、大惨事が発生する可能性があります。

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