Rošova granica

Rošova granica ili Rošov radijus je rastojanje od izvora gravitacije do mesta na kome su gravitacione plimske sile toliko jake da mogu da zdrobe svako nebesko telo u okolini.[1] Unutar Rošove granice, materija koja kruži se raspršava i formira prstenove, dok materija izvan Rošove granice teži da se spoji. Granica je dobila naziv po francuskom astronomu i matematičaru Eduardu Rošu. On je prvi postavio hipotezu o njenom postojanju na osnovu proračuna 1847. godine.

Na slici je od gore, iz pogleda vertikalno na orbitalnu ravan, prikazana masa fluida koji se kreće po orbiti pod privlačnim dejstvom gravitacione sile. Oblik mase daleko od Rošove granice je skoro sferan.
Bliže Rošovoj granici, telo je deformisano plimskim silama.
U okviru Rošovoj granici, gravitacija tela više ne može da održi čitavu masu tela zajedno zbog plimskih sila, te se telo raspada.
Čestice bliže planeti se kreću brže u odnosu na one koje su dalje, upravo tako kako je prikazano crvenim strelicama.
Varijabilna kosmička brzina materije u pojedinim slučajevima može dovesti do formiranja prstena.

Formula

Eduard Roš je postavio uopštenu formulu, to jest, odnos, a kasnije su je precizirali Padma Subramanijan Čandrasekar i Džejms H. Džins. U uopštenom obliku, u zavisnosti od poluprečnika i gustine, glasi[2]:

pri čemu je:

  • d – Rošova granica za čvrste satelite (m),
  • RM – poluprečnik nebeskog tela (m),
  • ρM – gustina planeta (kg/m3),
  • ρm – gustina satelita (kg/m3).

Ovaj isti odnos se takođe može izraziti i preko mase, te tada glasi:

pri čemu je:

  • d – Rošova granica za čvrste satelite (m),
  • Rm – poluprečnik satelita (m),
  • MM – masa planeta (kg),
  • Mm – masa satelita (kg).

Dok za fluidne satelite (tečne, gasovite), Rošov odnos glasi:

Primeri Rošove granice

Prva tablica prikazuje gustinu i ekvatorijalne poluprečnike nekih nebeskih tela u Sunčevom sistemu. Na osnovu njenih podataka, može se izračunati relativno precizno Rošova granica za čvrsta, tečna i gasovita nebeska tela

Veće nebesko teloGustina (kg/m3)Poluprečnik (m)
Sunce1.408696 000 000
Jupiter1.32671 492 000
Zemlja5.5136 378 137
Mesec3.3461 738 100
Saturn68760 268 000
Uran1.31825 559 000
Neptun1.63824 764 000

Tablica ispod prikazuje Rošove granice izražene u kilometrima i u odnosu na poluprečnik velikog nebeskog tela. Stvarna Rošova granica za satelit zavisi od realne tačne gustine i čvrstine satelita, tako da se mogu pojaviti neznatna odstupanja.

Nebesko teloSatelitRošova granica (čvrsto)Rošova granica (fluidni)
Udaljenost (km)RUdaljenost (km)R
ZemljaMesec9 4961.4918 2612.86
Zemljaprosečna kometa17 8802.8034 3905.39
SunceZemlja554 4000.801 066 3001.53
SunceJupiter890 7001.281 713 0002.46
SunceMesec655 3000.941 260 3001.81
Sunceprosečna kometa1 234 0001.782 374 0003.42

Izvori