Hill sfære
Hill's sfære - i den første tilnærmelse - rummet omkring et astronomisk objekt (for eksempel planeter ), hvori han er i stand til at holde sin satellit , på trods af tiltrækningen af det objekt, som han selv kredser om (for eksempel stjerner ). Til gengæld har satellitten sin egen Hill-sfære, og enhver genstand indeni den vil have en tendens til at blive en satellit for satellitten, ikke planeten. Hill-sfæren beskriver således sfæren af gravitationspåvirkning af et legeme på mindre kroppe, under hensyntagen til de forstyrrelser , der opstår under påvirkning af et mere massivt legeme.
Hill-sfæren er placeret mellem Lagrange-punkterne L1 og L2, som ligger på en lige linje, der forbinder to kroppes centre. I denne retning er området med gravitationspåvirkning af det underordnede legeme det mindste, og dette begrænser størrelsen af Hill-sfæren. Ud over denne afstand vil kredsløbet for ethvert tredje legeme, der kredser om det underordnede legeme, ligge delvist uden for Hill-sfæren og vil derfor blive mere og mere forstyrret af tidevandskræfterne i det centrale legeme. I sidste ende vil det underordnede objekt bevæge sig ind i det centrale legemes kredsløb.
For to legemer med masser og ( ) beregnes radius af Hill-kuglen som følger: , hvor er halvhovedaksen i kredsløbet for et mindre massivt legeme [1] .
![{\displaystyle r\approx a{\sqrt[{3}]{\frac {m}{3(M+m)))))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/086ad1beb79cc9da1c40aeafceff01ebece0413a)
Historien om udtrykket
Begrebet denne sfære blev først defineret af den amerikanske astronom George William Hill baseret på den franske astronom Edouard Roches arbejde ; af denne grund bruges udtrykket "Roche-sfære" ( engelsk Roche-sfære ) også i engelsksproget litteratur. Dette udtryk må ikke forveksles med den tilsvarende Roche-lob og Roche-grænse . Roche-grænsen er radius af den cirkulære bane af en satellit, der kredser om et himmellegeme, hvor tidevandskræfterne forårsaget af det centrale legemes tyngdekraft er lig med satellittens selvgravitationskræfter og dermed begynder at rive den fra hinanden. Roche-lappen er et område omkring en stjerne i et binært system, hvor tiltrækningen af stjernen, der er placeret i Roche-lappen, råder over både ledsagestjernens og centrifugalkraftens tiltrækning for et testlegeme i denne region.
Et eksempel på en kugledefinition
Du kan illustrere Hill-sfæren med et bestemt eksempel - Jupiter , der kredser om Solen. For hvert punkt i rummet kan du beregne summen af følgende tre kræfter:
- solens tyngdekraft
- Jupiters tyngdekraft,
- centrifugalkraft , der virker på en partikel i et givet punkt, der kredser rundt om Solen med samme frekvens som Jupiter.
Hill-sfæren for Jupiter vil være den største sfære centreret om Jupiter, inden for hvilken summen af disse tre kræfter altid er rettet mod Jupiter. Mere generelt er det en kugle omkring et underordnet legeme, der kredser om hovedlegemet, hvor den resulterende kraft er en centripetalkraft rettet mod det underordnede legeme. I dette eksempel beskriver Hill-sfæren således den ydre grænse, hvor mindre objekter, såsom satellitter af planeter eller kunstige satellitter, kan være i en stabil bane omkring Jupiter og ikke gå i en elliptisk bane omkring Solen.
Solens Hill-sfære (den ydre kant af Oort-skyen ) har en radius på omkring 2 lysår.
Se også
Noter
- ↑ Lissauer JJ, Murray CD Solar System Dynamics: Regular and Chaotic Motion // Encyclopedia of the Solar System / T. Spohn, D. Breuer, T. Johnson. - 3. - Elsevier, 2014. - S. 60–61, 1269. - 1336 s. — ISBN 9780124160347 . - doi : 10.1016/B978-0-12-415845-0.00003-7 .