Предел роша – все о космосе

Предел Роша

Полости Роша для двойной системы (обозначены жёлтым)

Полость Роша – это область вокруг крупного космического объекта, обычно звезды или планеты, в которой наиболее ярко выражено действуют гравитационные силы этого объекта. Границей полости Роша служит эквипотенциальная область – поверхность, где электрический потенциал объекта во всех точках имеет одинаковое значение.

Общие сведения

Предел Роша (полость) – физическая область, без которой невозможно представить себе ни один крупный объект в космосе. Обычно в научном сообществе полость Роша тесно связывают с двойными звездами.

В двойных системах вокруг каждой звезды-компаньона есть такая область, где силы ее притяжения преобладают над гравитационными силами другого компаньона. Эта область и называется полостью Роша.

Названа она так в честь знаменитого французского астронома Эдуарда Альбера Роша.

Гравитационные силы звезды в области Роша преобладают не только над силой притяжения звезды-компаньона в двойной системе, но и над центробежной силой. Границы полости Роша определяет эквипотенциальная поверхность. Эта поверхность содержит внутри себя первую точку Лагранжа.

Первая точка Лагранжа

Диаграмма, показывающая положения точек Лагранжа

В первой точке Лагранжа полости Роша обеих звезд-компаньонов в двойной системе соприкасаются друг с другом. Силы притяжения обеих звезд по этой причине в данной точке превращаются в ноль. За счет этого через первую точку Лагранжа вещество одной звезды может перетекать в другую и наоборот.

Перетекание вещества одной звезды в другую и наоборот играет важнейшую роль в эволюционном развитии двойных звезд. Именно таким образом одна звезда-компаньон может наращивать свою массу за счет другой звезды. В астрономии данное явление называется термином «аккреция».

Интересные факты

Звезда омикрон Кита (Мира), в которой вещество с обычной звезды, через полость Роша, перетекает на невидимый массивный компаньон

Первая точка Лагранжа – это отнюдь не единственное место в полости Роша, где гравитационные силы двух небесных тел, заключенных в одну гравитационную систему, сводятся к нулю. В двойной системе существует пять таких точек.

Точки Лагранжа существуют не только между двойными звездами, но и в пределах планет. Астрономы их часто используют для установки в этих точках различных космических аппаратов и спутников. Находясь в этих точках, космические аппараты сохраняют максимальную устойчивость, не притягиваясь крупным космическим объектом, затрачивая минимум топлива.

Разрушение Тритона в представлении художника

В профессиональной астрономии термин «Полость Роша» чаще всего относят все-таки к двойным звездным системам.

Если же говорить о полости Роша планет и их спутников, то астрономы называют эту полость термином «предел Роша».

Переступив черту этого предела и подойдя слишком близко к планете, у спутника существует риск быть разрушенным. Так, например, когда спутник Нептуна Тритон войдет в полость Роша Нептуна, то он будет разорван.

by HyperComments

Источник: http://SpaceGid.com/polost-rosha.html

Звёзды из пыли не рождаются! (из блога Василия Янчилина)

Расчёты Роша применимы к объектам, в которых внутренними силами сцепления можно пренебречь по сравнению с гравитационными силами. Поэтому эти расчёты не применимы к слишком малым телам, размеры которых порядка 100 км и меньше.

Обычно говорят о «пределе Роша» – минимальное расстояние, на которое нужно приблизить спутник к планете, чтобы она разорвала его на части.
Но сейчас мы введём новое понятие:

КРИТИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ РОША

Из формулы Роша видно, критическое расстояние зависит от плотности спутника. Чем меньше эта плотность, тем больше критическое расстояние.

Для любого расстояния от планеты (звезды) можно найти такую плотность, что планета (звезда) разорвёт на части объект с данной плотностью. Эту плотность мы и назовём критической плотностью Роша.

Зачем нужно такое понятие? Разве существуют спутники с такой малой плотностью?

Это понятие поможет нам решить главную космогоническую проблему: способны ли звёзды и планеты образоваться из газопылевого облака?

Вот как мы будем действовать. Возьмём самую массивную планету Солнечной системы – Юпитер. Предположим, что он образовался в результате гравитационного сжатия из газопылевого облака.

Зная параметры орбит планет, ближайших к Юпитеру, оценим размеры этого облака, а, значит, и его плотность.

Сравнив эту плотность с критической плотностью Роша для орбиты Юпитера, мы сможем сделать вывод: мог или нет Юпитер образоваться в результате сжатия газопылевого облака.

4. Плотность протопланетного диска

Сейчас астрономы представляют, как выглядят протопланетные диски вокруг других звёзд. Современные средства наблюдения позволяют определить форму и размеры таких структур. Они представляют собой плоские образования, состоящие из пыли и газа и имеющие угол раствора примерно 1-2 градуса:

Такие диски обнаружены только у молодых звёзд. Считается, что из них впоследствии должны образоваться планеты. Отсюда и название «протопланетные».

Объём протопланетного диска радиуса r можно рассчитать по простой формуле (1)
Здесь α – угол раствора.Подсказка: из объёма цилиндра, в который вписан протопланетный диск, вычитаем объём конуса, который граничит с протопланетным диском:

Для малых углов tg α = α, если угол измерять не в градусах, а в радианах. Поэтому получаем формулу (2):

Предполагается, что и планеты Солнечной системы образовались из подобного диска. Давайте, рассчитаем плотность такого диска вблизи орбиты Юпитера. Сначала определим его границы. Юпитер удалён от Солнца на 5,2 астрономических единиц (а.е.), а ближайшие к нему планеты Марс и Сатурн удалены от Солнца на 1,5 и 9,5 а.е., соответственно.

Если взять средние значения, то получаем, что Юпитер образовался из субдиска с внутренним радиусом r (1) = 3,3 а.е. и внешним радиусом r (2) = 7,4 а.е. Масса Юпитера в три раза больше, чем у Сатурна и намного больше, чем у Марса, поэтому размеры субдиска, из которого он образовался, скорее всего, были еще больше, чем мы предполагаем, а плотность, соответственно, меньше.

Находим объём субдиска по формуле (2):

V(Юп) = 4/3 π α (r (2)^3 – r (1)^3)

Куб внутреннего радиуса в 10 раз меньше внешнего, поэтому им можно пренебречь (ошибка менее 10 процентов). Получаем:

V(Юп) = 4/3 π α r (2)^3

Объём современного Юпитера V(юп) равен 4/3 π R^3, где R – его средний радиус, равный 70 тысяч км. Отношение объёмов находим легко (на калькуляторе): делим внешний радиус субдиска на радиус Юпитера, затем возводим в куб и умножаем на угол раствора в радианах. Ответ: 6,6 х 10^10.Плотность современного Юпитера 1,3 грамм на кубический сантиметр. Следовательно, плотность субдиска 2 х 10^-11 грамм на кубический сантиметр.

Сейчас мы рассчитаем критическую плотность Роша на орбите Юпитера и тогда узнаем, мог или нет Юпитер образоваться из газопылевого облака.

5. Критическая плотность Роша на орбите Юпитера

Из формулы для предела Роша следует, что критическая плотность на расстоянии 2,44 радиуса от планеты (звезды) точно равна средней плотности планеты (звезды). Радиус Солнца 700 тысяч км, а его средняя плотность 1,4 грамма на кубический сантиметр. 2,44 радиуса Солнца – это 1,7 миллиона км. Поэтому на таком расстоянии от центра Солнца критическая плотность Роша равна 1,4.

Найти критическую плотность Роша на орбите Юпитера (или в другом месте) очень просто. Нужно радиус орбиты поделить на 1,7 и возвести в куб. А затем среднюю плотность Солнца поделить на это число. И всё.Если поделить радиус орбиты Юпитера (780 млн. км) на 1,7 и возвести в куб, то получим 0,97 х 10^8. Делим 1,4 на это число.

Получаем критическую плотность Роша на орбите Юпитера:

1,4 х 10^-8 грамм на кубический сантиметр. Это не такая уж маленькая плотность. Она только в 100 тысяч раз меньше плотности обычного воздуха.

Чуть ранее мы нашли, что плотность субдиска из которого, как предполагается, образовался Юпитер, была равна 2 х 10^-11: почти в тысячу раз меньше! Что это означает?Предположим, такой фантастический вариант. На заре Солнечной системы мимо неё пролетала сверхцивилизация. Её представили увидели субдиск, из которого должен был образоваться Юпитер и решили «помочь» его образованию.

Для этого они всю пыль и весь газ этого субдиска собрали в один большой шар. Но на этом не успокоились и дополнительно сжали шар в 700 раз.Образуется ли Юпитер после такой помощи?

Нет! Плотность этого газового шара будет меньше чем критическая плотность Роша. Поэтому приливные силы со стороны Солнца разорвут его и размажут обратно по субдиску.

Мы пришли к выводу, что Юпитер не мог образоваться из газопылевого облака. Если бы мы доказали, что хотя бы самая маленькая планета не могла образоваться из пыли и газа, то это был бы серьёзный удар по современной космогонии. А ведь Юпитер – это самая крупная планета Солнечной системы.

Если даже его массы недостаточно чтобы преодолеть приливные силы, разрывающие на части любой объект с плотностью ниже критической, то что сказать о других планетах? Масса Земли в 300 раз меньше чем у Юпитера, а масса Марса – в 3000 раз. Ясно, что планеты не могут образоваться из пыли и газа.

Даже сверхцивилизация не сможет помочь планетам образоваться из газопылевого облака!

6. Основная ошибка современной теории звездообразования

Если взять какой-нибудь газ и поместить его в пустое пространство, то он начнёт расширяться под действием собственного давления. Но если масса газа очень большая, то сможет ли его самогравитация воспрепятствовать расширению и вызвать сжатие?

Представим себе огромное облако разреженного газа, находящееся в пустом пространстве. Если мысленно увеличивать и увеличивать размеры этого облака, то можно ожидать, что при некоторой массе облака силы самогравитации будут превосходит газовое давление, и облако начнёт сжиматься.

Все эти расчёты уже давно проделаны. Выяснено, что даже при очень низких плотностях, гигантское облако холодного газа должно начать сжиматься. Полученные формулы, связывающие плотность газа, его температуру и массу, вошли в современные теории звездообразования.

И эти теории развиваются уже почти сто лет. А с 70-х годов прошлого века для разработки этих теорий уже были задействованы самые мощные ЭВМ. Дело в том, что многие учёные, занимающиеся эволюцией звёзд, были физики-ядерщики, а ядерные исследования хорошо финансировались на государственном уровне.

Учёных хорошо финансировали, так как надеялись, что они решат проблему термоядерного синтеза и обеспечат землю энергией. Учёные говорили: «Да, да. Вот уже скоро мы решим проблему термоядерного синтеза». Они так говорили и полвека назад и продолжают говорить сейчас.

Читайте также:  Сколько лететь от земли до марса - все о космосе

Однако проблему термоядерного синтеза они не решили. А вместо этого построили теорию звездообразования.

То же вроде бы не плохо , но есть одно но.Очень большое НО.В современной теории образования звёзд из газопылевого облака НЕ учитываются приливные силы со стороны галактики. То есть, теория рассматривает газопылевое облако внутри галактики так, как будто это облако находится не в галактике, а в пустом пространстве.

Если я не прав, пусть кто-нибудь найдёт мне ссылку на то, что это не так: что приливные силы всё-таки учитываются. Но и без всяких ссылок, мы сами можем учесть приливные силы со стороны галактики и посмотреть, способны или нет сжиматься газопылевые облака с учётом этих сил.

7. Критическая плотность Роша внутри галактики

Сейчас мы покажем, что газопылевые (или просто газовые) облака в любой галактике НЕ СМОГУТ сжиматься под действием гравитации. Этому помешают приливные силы со стороны галактики. Существует много других факторов, препятствующих сжиманию газовых облаков.

Это температура облака и давление газа в нём; магнитные поля; горячие звёзды, находящиеся поблизости и нагревающие облако; взрывающиеся сверхновые; галактический звёздный ветер и т.д. Все эти факторы препятствуют образованию звёзд и поэтому их учитывают в современных теориях звездообразования. А вот приливные силы НЕ УЧИТЫВАЮТ. А мы будем учитывать только приливные силы.

Почему? Потому что одних этих сил достаточно, чтобы воспрепятствовать сжатию облака. А если одной причины достаточно, зачем рассматривать другие?

На первый взгляд, задача кажется трудной. Нужно знать массу галактики, её размеры и форму, плотность и массу газовых облаков, их форму, расстояние до центра галактики и т.д.

Следовательно, задачу нужно решать для каждого отдельного случая. Но это не так. Можно «на пальцах» показать, что критическая плотность Роша в любой галактике ВСЕГДА БОЛЬШЕ, чем плотность газовых облаков в ней.

И даже каких-нибудь сложных расчетов делать не придётся.

Рассмотрим, обычную эллиптическую галактику:
К этому типу галактик принадлежит четверть всех галактик. Кроме того, самые гигантские галактики – эллиптические. Даже просто глядя на фотографию видно, что наибольшая яркость в центре галактике, а наименьшая – на окраине. И это действительно так: плотность любой эллиптической галактике плавно спадает от центра к периферии.

Ткнём пальцем в произвольную точку внутри эллиптической галактики.

Чему равна в этой точке критическая плотность Роша? Я первый раз вижу эту эллиптическую галактику (только что взял её фото из Википедии) и ничего не знаю о ней. И мне не нужно ничего знать о ней, чтобы решить вопрос о критической плотности.

Точка, куда мы ткнули пальцем, находится на каком-то расстоянии от центра галактики. Назовём это расстояние R. Теперь мысленно разделим всю галактику на две части. Первая часть – это шар радиуса R. Вторая часть – это остальная часть галактики.

Мы знаем, что внутри массивной сферы полная НЕВЕСОМОСТЬ. Поэтому силы, действующие на нашу точку со стороны второй части галактики равны НУЛЮ. И, следовательно, вторая часть никак НЕ ВЛИЯЕТ на нашу точку. Остаётся влияние только первой части – шара радиуса R.

А чему равна критическая плотность Роша вблизи массивного шара радиуса R? Мы помним, что на расстоянии двух с половиной радиусов от центра шара (точнее 2,44 R) критическая плотность Роша точно равна средней плотности шара.

Поэтому вблизи шара критическая плотность Роша будет превышать его среднюю плотность в 14,5 раз (2,44 в кубе)! А средняя галактическая плотность в этом месте МЕНЬШЕ, чем в шаре, так как плотность убывает с расстоянием от центра.

Подведём итоги. Современные галактики в основном состоят из звёзд. Газа в них всего несколько процентов. Но даже если все звёзды галактики превратить в газ, то его плотность в ЛЮБОМ месте галактики будет в 14,5 раз меньше, чем критическая плотность Роша! Поэтому никакое облако газа, находящееся внутри галактики НЕ БУДЕТ сжиматься под действием собственной гравитации.

Даже сверхцивилизация не сможет помочь звёздам образоваться из пыли и газа!

Почему? Потому, что звёзды из пыли не рождаются!

Источник: https://astronomy-ru.livejournal.com/407702.html

Насколько близко может находиться Луна?

Луна

Луна находится очень близко к нам в сравнении с другими объектами на небе, но я бы хотел, чтобы она была ещё ближе. Настолько близко, чтобы я смог увидеть мельчайшие детали на её поверхности без телескопа или бинокля.

Конечно, такая близость повлекла бы за собой ужасные проблемы. Например, интенсивные приливы, полное отсутствие хороших тёмных ночей для наблюдения звездопадов, и что-то еще … ах да, полное уничтожение жизни на Земле. Пожалуй, я передумал, Луне лучше оставаться там, где она есть.

Среднее расстояние до нашего спутника составляет 384 467 километров. Я говорю “среднее”, потому что Луна на самом деле движется по эллиптической орбите. В ближайшей точке, расстояние составляет всего лишь 363 104 км, а в самой дальней – 405 696 километров.

Таким образом, свету, путешествующему со скоростью 300 000 км/c, понадобится чуть более секунды, чтобы достичь нашего спутника. Луна очень далеко.

Но что случится, если Луна будет находиться гораздо ближе? Насколько близко она может располагаться и при этом всё ещё оставаться нашим спутником?

Опять же, я должен напомнить вам, что это чисто теоретические рассуждения. Луна не приближается к нам, а наоборот – она медленно удаляется от нас почти на 4 сантиметра в год.

Давайте вернемся в прошлое, на миллиарды лет назад, когда молодая Земля столкнулась с объектом размером с Марс. Это катастрофическое столкновение выбросило огромное количество материала на орбиту нашей планеты. Со временем под действием гравитации из этого материала и сформировалась Луна, которую мы видим сегодня.

Вскоре после своего формирования, Луна была намного ближе, а Земля вращалась быстрее. В то время продолжительность дня на Земле не превышала 6 часов, а Луна совершала один оборот вокруг Земли всего за 17 суток.

Сила тяжести Земли остановила относительное вращение Луны, а сила тяжести Луны постепенно замедляла вращение Земли. Таким образом, для сохранения общего углового момента системы, Луна должна постоянно отдаляется от нас.

Но если вы рассмотрите другой сценарий, в котором Луна вращается быстрее, чем планета, то Луна должна будет приближаться к нам. И это не приведёт ни к чему хорошему.

Для любых гравитационных взаимодействий существует критическая точка, которая называется предел Роша. Предел Роша – это точка, в которой объект, удерживаемый силой тяжести, подходит настолько близко к другому небесному телу, что оно начинает разрушаться.

Гравитационное воздействие

Предел Роша определяется массами, размерами и плотностями двух объектов. Например, предел Роша для Земли и Луны составляет около 9 500 километров, при условии, что Луна является твёрдым шаром. Другими словами, если расстояние до Луны составит 9 500 километров или около того, то гравитация Земли разорвёт наш спутник.

Всё что останется от Луны – это кольцо мелких объектов, вращающихся вокруг нашей планеты. С течением времени все эти мелкие объекты упадут на Землю и это будут очень плохие дни для всего живого на Земле.

Но вы можете не волноваться, этого никогда не случится с Землёй, но возможно вы удивитесь узнав, что это произойдёт с Марсом. Его самый большой спутник Фобос вращается быстрее, чем планета, а это значит, что через несколько миллионов лет, он пересечёт предел Роша и будет разорван своей планетой на куски.

Марс с кольцами

И ещё один момент. Прочитав эту статью у вас может возникнуть следующий вопрос: ведь я тоже отдельный объект, и я нахожусь ближе чем предел Роша, так почему меня всё ещё не разорвало?

На самом деле сила тяжести, удерживающая вас на поверхности, очень незначительна по сравнению с химическими связями, которые обусловливают устойчивость молекул, из которых вы состоите.

Именно поэтому физики считают силу гравитации довольно слабой силой по сравнению со всеми другими силами Вселенной.

Только гравитационные силы чёрной дыры смогут нарушить ваши химические связи и разорвать вас на части.

Итак, минимальное расстояние на котором Луна останется Луной составляет примерно 9 500 километров, в противном случае наш единственный спутник разрушится и погубит всё живое на Земле.

Понравился материал?
Тогда вступай в группу:

Подготовил Andrey. Ссылка на
Просмотры: 3029 / 5 / Дата: 28 Августа 2016 – 10:59

Всего комментариев:

Источник: http://quasar.by/news/naskolko_blizko_mozhet_nakhoditsja_luna/2016-08-28-677

Спутник несущий смерть

В научной фантастике Марс занимает одно из первых мест среди планет, на которых предположительно существовала разумная жизнь.

Во всяком случае, исследователи космических тайн на протяжении десятилетий обсуждают марсианские пирамиды и лицо сфинкса. Судьба некогда обитаемого Марса волнует и ученых.

И сегодня у них появился ответ на вопрос, кто виноват в гибели Красной планеты. Более того: согласно новым данным, Земля вполне может разделить участь Марса!

Падение спутников на планеты не является чем-то из ряда вон выходящим. Ученые подсчитали: у 20-30% планет во Вселенной есть опасные спутники, которые имеют тенденцию приближаться, а впоследствии и взрываться на орбите планет.

Убийца на орбите

Со школьной скамьи каждому образованному человеку известно, что у Марса есть два спутника: Фобос и Деймос. В переводе на русский их имена обозначают «страх» и «ужас» соответственно.

Читайте также:  Проект «радиоастрон» - все о космосе

Но ряд ученых всерьез полагают, будто некогда у Марса был третий спутник — Танатос (то есть «смерть»), притянутый к Красной планете из пояса астероидов, расположенного за ней.

Подобного мнения придерживается, в частности, и доктор геолого-минералогических наук, профессор А. М. Портнов. По его версии, когда-то у Марса действительно было три спутника.

Но Танатос взорвался на орбите планеты, уничтожив все живое на ее поверхности. Самое неприятное заключается в том, что катастрофа может повториться. Фобос, вращающийся на расстоянии 5 920 км от поверхности планеты, в будущем также может упасть на Марс. Несколько лет назад астрономы обнаружили, что каждый век Фобос приближается к поверхности Красной планеты примерно на 2 м.

В пределах человеческой жизни этот промежуток времени приравнивается к вечности, но в понятиях космоса это всего лишь мгновение. Взрыв Фобоса на орбите Марса, по мнению ученых, может произойти через 20-40 млн лет.

После этого, как считают Тушар Миттал и Бенджамин Блэк из Калифорнийского университета в Беркли (США), вокруг Марса возникнут кольца, похожие на те, что сегодня окружают Сатурн.

Чем это будет грозить жителям Земли? Многим! Ведь среди планет, которые человечество попытается колонизировать в ближайшем будущем, на первом месте стоит именно Марс.

За миллионы лет колония землян разрастется и построит на Красной планете огромные города под куполами — во всяком случае, такую картину нам рисуют многочисленные фантастические фильмы. И в случае падения Фобоса на Марс все переселенцы погибнут в течение нескольких часов. Если, конечно, опасный спутник не будет уничтожен заранее.

Сделать это не сложно: Фобос состоит из пористого скопления космической пыли и камней плотностью 1 860 кг/м3, которые удерживаются вместе лишь благодаря гравитационному притяжению…

По имени смерть

В научной фантастике Марс занимает одно из первых мест среди планет, на которых предположительно существовала разумная жизнь.

Во всяком случае, исследователи космических тайн на протяжении десятилетий обсуждают марсианские пирамиды и лицо сфинкса. Судьба некогда обитаемого Марса волнует и ученых.

И сегодня у них появился ответ на вопрос, кто виноват в гибели Красной планеты. Более того: согласно новым данным, Земля вполне может разделить участь Марса!

БЛИЗНЕЦЫ-БРАТЬЯ?

Знаменитый красный цвет Марсу дают песок и пыль, которые покрывают планету толстым слоем, достигающим 3-5 км. В них содержится запредельное количество оксидов и гидроксидов железа. Именно эти минералы Марс должен благодарить за свой знаменитый цвет.

Однако «ржавчина» на поверхности планеты — это редчайшее явление в Солнечной системе: она известна только на Марсе и… на Земле.

Да-да! Для окисления железа глубинных пород вместе с водой и теплого климата требуется еще и кислород! Так что нашу планету тоже можно условно назвать красной: пыль этого цвета покрывает значительные участки суши в Африке и Индии, а также в местах магнитных аномалий в Якутии.

Выходит, на Марсе до катастрофы текли реки, цвели сады и был теплый климат. Но сегодня содержание свободного кислорода в атмосфере планеты крайне мало, во всяком случае, его не достаточно для окисления пород на ее поверхности. Стало быть, вывод однозначен: свой цвет планета приобрела до катастрофы.

С марса на землю

Складывается парадоксальная ситуация. Объективные факты говорят о том, что в далеком прошлом Марс обладал атмосферой, богатой кислородом, бурной растительностью, реками и морями.

То есть мало чем отличался от Земли. Нельзя не вспомнить и приснопамятные пирамиды, якобы существующие на Красной планете, да и марсианского сфинкса сбрасывать со счетов не стоит. И вот почему.

Если мы сопоставим все нюансы, то неминуемо придем к выводу: в далеком прошлом в Солнечной системе существовала могущественная цивилизация. Возможно, она обитала сразу на двух планетах — Марсе и Земле.

Но, скорее всего, население Красной планеты накануне катаклизма покинуло родину и переселилось на Землю. Недаром ведь в мифологии древнейших народов Земли марсианская цивилизация упоминается достаточно часто.

И коль скоро история не меняется, а меняются лишь обстоятельства, возникает вопрос: а не повторит ли теперь и Земля судьбу Марса? Не упадет ли рано или поздно на нашу планету Луна? Мнения ученых на этот счет разошлись.

И взорвется луна

Как известно, Луна повернута к нашей планете всегда одной и той же стороной, вызывая приливы и отливы. Но на самом деле это еще далеко не все. Оказывается, Луна также влияет на скорость вращения Земли, замедляя его. Около 3 млрд лет назад земные сутки составляли не более 9 часов. Сегодня — 24. В будущем длительность суток будет незаметно увеличиваться.

Когда же притяжение Луны все-таки остановит вращение Земли, произойдет очередной апокалипсис. На одной стороне нашей планеты, повернутой к Солнцу, температура поднимется до нескольких сотен градусов Цельсия, а на второй, наоборот, в вечной тьме воцарится вечный холод.

Затем скорость вращения Луны замедлится настолько, что притяжение Земли окажется сильнее ее скорости движения и она «упадет» на Землю, точнее, взорвется на ее орбите. Повторится сценарий, когда-то погубивший цивилизацию Марса. К счастью, произойдет это трагическое событие через много сотен тысяч лет.

Однако же к этому времени — при нынешней скорости развития научно-технического прогресса — человечество либо колонизирует иные миры, либо найдет способ предотвратить трагедию.

Интересные факты

ОПАСНАЯ БЛИЗОСТЬ   По мнению А. М. Портнова (а оно, что ценно, нисколько не противоречит исследованиям астрофизиков по всему миру), Марс лишился воды и атмосферы в результате взрыва третьего спутника планеты. Произошло это после того, как Танатос приблизился к поверхности Марса ближе предела Роша.

Предел Роша — это расстояние от планеты (звезды) до ее спутника, ближе которого спутнику, как, впрочем, и любому другому космическому телу, приближаться нельзя из соображений самосохранения: приливные силы планеты его непременно разрушат.

  Увы, Танатос, несмотря на устрашающее имя, оказался бессилен против законов космоса и преодолел предел Роша, который в случае с Марсом составляет 5 000 м от его поверхности. В итоге гравитационные силы планеты превысили самогравитацию спутника и Танатос взорвался.

  Когда это произошло, поверхность планеты подверглась массированной бомбардировке метеоритами, уничтожившими все живое на поверхности Марса. Атмосфера, богатая кислородом, исчезла. Вместо нее на планету обрушились плазменные потоки раскаленного газа.

Погибли реки, океаны, растительность, а вместе с ними и высокоразвитая цивилизация, предположительно существовавшая на планете. И наконец, вода океанов, выдавленная частями взорвавшегося спутника, огромной волной смыла все живое с поверхности Красной планеты…

 

Кроме того, после разразившейся катастрофы Марс потерял свое магнитное поле. И на нем образовалось множество магнитных аномалий. Компас на Марсе — предмет совершенно бесполезный. Стрелка компаса будет врать, поскольку вся планета покрыта красным магнитным песком разной глубины и плотности.

Источник: http://MirChudes.net/facts/1685-satellite-deadly.html

Катастрофа Протолуны и рождение Луны

С приближением массивного спутника к центральной планете его тело все более деформируется приливными силами и вытягивается вдоль продольной оси, соединяющей центры тяжести планет.

Начиная с некоторого расстояния от центральной планеты до орбиты спутника, известного как предел Роша, приливная сила, действующая на спутник, становится больше силы его самогравитации.

Для разрушения твёрдого спутника необходимо, чтобы разность этих сил превысила предел прочности пород спутника на разрыв, так как только в этом случае спутник теряет свою устойчивость и начинает разрушаться.

Следовательно, для разрушения твёрдого спутника он должен как бы погрузиться в полость Роша на ту глубину, при которой притяжение со стороны центральной планеты превышает собственную силу тяжести спутника на величину, равную прочности его пород.

В противоположность этому разрушение жидкого спутника путём перетекания его вещества на планету, начинается, как только спутник переходит на орбиту, равную пределу Роша. В астрофизике явления перетекания звёздного вещества от меньшей по массе звезды к большей в тесных двойных звёздных системах известны довольно широко (Физика космоса, 1986).

На пределе Роша угловые скорости вращения планеты и её спутника совпадают. Для Земли и Луны эта скорость приблизительно равнялась одному обороту за 6 ч. Для Луны радиус сферы Роша вокруг Земли был примерно равен 17 150 км и превышал радиус нашей планеты всего в 2,7 раза.

Исходный радиус Протолуны составлял приблизительно 2 560 км, тогда как благодаря приливным деформациям на пределе Роша большая полуось спутника вытягивалась в 1,5 раза, т.е. до 3 840 км.

Средний радиус Протоземли и тогда уже приблизительно равнялся радиусу современной Земли (6 370 км), с учётом же быстрого вращения Земли её экваториальный радиус тогда достигал 6 720 км. Отсюда можно подсчитать, что в момент перехода Протолуны на орбиту предела Роша она нависала над земной поверхностью на высоте всего около …

6 590 км (можно только догадываться, какое впечатление могло производить такое сближение планет!).

Разрушение жидкой и расслоённой (прошедшей дифференциацию) Протолуны при её переходе на орбиту критического предела с последующим постепенным погружением в сферу Роша должно было происходить за счёт стекания расплавленного вещества внутреннего (обращённого к центральной планете) приливного вздутия в сторону Протоземли. Сорванное с поверхности Протолуны силикатное вещество в форме небольших застывших «брызг» — лапиллий и «вулканических» бомб — должно было по широкой спирали устремляться к центральной планете, формируя вокруг Протоземли (в её экваториальной плоскости) достаточно плотные кольца раздробленного метеоритного материала вроде современных колец Сатурна, также возникших за счёт разрушения одного из спутников Сатурна на пределе Роша (рис. 23).

Рисунок 23. Картина разрушения Протолуны на пределе Роша Земли

На первых этапах разрушения Протолуны осколки её внутреннего приливного горба неизбежно должны были выпадать на поверхность Протоземли, непосредственно передавая ей момент количества движения спутника.

В дальнейшем выпадение осколков из плотных метеоритных роев на Протоземлю, по-видимому, происходило уже под влиянием возмущающего действия самого спутника на потоки осколочного вещества в кольцах и процессов столкновения в них отдельных частиц.

Это, в свою очередь, должно было приводить к турбулизации потоков осколочного вещества, к гашению кинетической энергии их движения и к выпадению осколков на поверхность центральной планеты. В результате угловая скорость осевого вращения Протоземли повышалась, а скорость погружения остатков Протолуны в сферу Роша уменьшалась.

Многие черты развития катастрофы Протолуны определялись скоростью её погружения в сферу Роша. Изучение этого процесса и выполненные нами оценки показывают, что скорость сближения наших планет тогда была достаточно большой: за один оборот Протолуны с периодом около 6 ч она погружалась в сферу Роша приблизительно на 24-35 м, а за год — на 35-51 км.

Как видно из приведённых сближение Протолуны с Протоземлей действительно происходило стремительно. При такой скорости погружения Протолуны в сферу Роша даже расплавленное, но все-таки вязкое протолунное силикатное вещество из внутреннего приливного выступа спутника просто не успевало стекать с его поверхности в сторону Протоземли.

Читайте также:  Интересные астрособытия августа - все о космосе

В результате Протолуна в те трагические для неё времена, могла погружаться в сферу Роша значительно глубже, чем это допускается теорией, не учитывающей конечную вязкость вещества разрушаемого спутника.

Задача разрушения расслоённого спутника с маловязким (единицы пуаз), но плотным (около 8 г/см3) ядром и более вязкой (порядка 1010 П), но легкой (около 3,3 г/см3) оболочкой при быстром его погружении в сферу Роша строго ещё не решена.

Качественное рассмотрение этой проблемы показывает, что ситуация, по-видимому, должна была резко измениться, как только приливное ускорение со стороны Протоземли превысило ускорение силы тяжести на поверхности протолунного ядра. После этого момента, при быстром погружении спутника в сферу Роша, в большей части его ядра должны были возникнуть значительные растягивающие напряжения. В таких условиях после преимущественного разрушения внутреннего приливного горба Протолуны могло произойти быстрое «выливание» маловязкого расплавленного железа из её ядра на земную поверхность.

Если катастрофический разрыв расплавленного железного ядра Протолуны действительно произошёл достаточно быстро и большая часть его вещества вместе с остатками внутреннего приливного вздутия устремилась к Земле, то внешний приливный горб, менее всего пострадавший от разрушения и почти лишённый остатков «ядерного» железа, должен был испытать инерционную отдачу и перейти на более удалённую орбиту, т.е. покинуть опасную зону предела Роша.К этому времени, как показывают расчёты, благодаря выпадению на Протоземлю большей части протолунного вещества её масса возросла до массы современной Земли, а угловая скорость осевого вращения за счёт приливных взаимодействий с Протолуной увеличилась до критического значения, равного угловой скорости орбитального обращения спутника на пределе Роша (один оборот приблизительно за 6 ч.). Благодаря инерционной «отдаче» остатки Протолуны, которые теперь уже можно называть Луной, должны были перейти на орбиту с меньшей орбитальной скоростью её обращения вокруг Земли. В результате после этого приливные взаимодействия планет поменяли свой знак на противоположный и молодая Луна начала отодвигаться от Земли, что и спасло её от окончательного разрушения, а собственное осевое вращение Земля стало тормозиться (продолжается этот процесс и сейчас).

Начиная с этого момента можно говорить об образовании на околоземной орбите настоящей Луны — вечного и верного спутника нашей планеты. Но образовалась она около 4,6 млрд лет назад ценой разрушения более крупной материнской планеты — Протолуны, захваченной несколько ранее гравитационным полем растущей Земли с соседней близкой орбиты.

  • Таблицы
  • Иллюстрации
  • Формулы

— Следующая статья   |   О. Г. Сорохтин: «Развитие Земли»

Источник: http://www.gemp.ru/article/234.html

Если бы у Земли были кольца

Похоже, что у нашей планеты Земли миллиарды лет назад были кольца.

Мы с рождения привыкли к постоянно растущей и убывающей Луне, освещающей ночное небо. Сколько стихов написано! Но что, если вместо привычной Луны, в одну прекрасную ночь мы увидели бы в небе кольца, подобные тем, что окружают планету Сатурн? Как бы это выглядело?

Учёные считают, что Земля когда-то была окружена кольцами. Это было несколько миллиардов лет назад. Предполагается, что кольца образовались до того, как образовалась Луна.

Согласно общепринятой теории, планета Тейя столкнулась с Землёй в далёком прошлом. Эта космическая катастрофа привела к выбросу на орбиту Земли множества осколков.

Эти осколки сначала образовали кольцо, а затем со временем под действием сил гравитации объединились в Луну.

Если бы это кольцо из обломков образовалось внутри предела Роша, оно могло бы существовать до настоящего времени, вместо Луны.

Что такое предел Роша

Предел Роша — это научный термин, названный в честь французского математика Эдуарда Роша, который ещё в 1848 году выяснил, что гравитационное притяжение, оказываемое Землёй на Луну, неравномерно. Земля с заметно большей силой притягивает сторону Луны, повёрнутую к ней, и с меньшей силой сторону обратную. Эта разница сил притяжения создаёт приливные силы, стремящиеся разрушить Луну.

В сущности, предел Роша – это минимальное расстояние от планеты, на котором тело (спутник планеты) может существовать как единое целое. У каждой планеты это расстояние имеет своё значение. Нахождение тела на более близком расстоянии к планете неминуемо приводит к его разрушению.

Если бы Луна была ближе к Земле, чем предел Роша, она не смогла бы существовать как единое тело. Силы гравитации Земли (приливные силы) разорвали бы её на множество кусков.

Знаменитые кольца планеты Сатурн расположены внутри предела Роша для этой планеты. Поэтому они вряд ли когда-нибудь объединятся в более крупный спутник.

Как бы выглядели кольца с Земли?

Если бы Земля сегодня имела кольца, вид колец с поверхности зависел бы от широты, на которой располагался бы наблюдатель. Кольца, скорее всего, были бы расположены над экватором Земли, так как это наиболее устойчивое их положение.

Города, расположенные далеко от экватора, например, Вашингтон, имели бы впечатляющий вид на небо.

При взгляде из городов, расположенных недалеко от экватора (например в Латинской Америке), кольца выглядели бы так.

Если бы мы могли посмотреть на кольца Земли из города, расположенного на экваторе (например, Кито, столицы Эквадора), тогда мы увидели бы яркую тонкую полосу, пересекающую всё небо с востока на запад.

А вот так выглядели бы кольца, если смотреть на них с околополярных широт. Они были бы видны низко над горизонтом.

Кольца, будь они у Земли, давали бы заметную тень при определённом положении по отношению к Солнцу.

Интересное видео, показывающее, как бы выглядели кольца с Земли.

И сколько бы стихов и песен было сложено не о Луне, а о кольцах!

Источник: http://www.lifetools.ru/edu/astronomy/esli-by-u-zemli-byli-koltsa.php

Спутник Фобос

Солнечная система > Система Марс > Спутники Марса > Фобос

Спутник Фобос – это внутренний и самый большой спутник Марса. Эта луна находится ближе всего к своей планете, чем любой другой спутник в Солнечной системе. Кроме этого, Фобос – еще одна из самых лун в Солнечной системе.

Фобос – это спутник-карлик. При этом, имея всего 17 миль в диаметре, это самый большой спутник Марса. Его орбита находится на расстоянии 9380 километров от планеты, и с поверхности Фобос выглядит как маленькая яркая точка на Марсианском небе. Спутник находится настолько близко, что его невозможно наблюдать в любой точке Марса.

Из-за такого расстояние его движение на горизонте занимает не больше семи часов. Фобос имеет неправильную форму и этим больше напоминает астероид, чем луну. На самом деле, некоторые астрономы считают, что Фобос когда-то на самом деле был астероидом, который попал в магнитное поле Марса. Другие находят и доказательства опровержения такой теории.

Мы не сможем точно узнать происхождение этого спутника и секрет ее странной формы.

Интересной особенностью Фобоса является то, что создается иллюзия того, что этот спутник, как и Деймос, вращается в направлении, противоположном вращению Марса.

На самом деле, они вращаются в одном направлении, только Фобосу, чтобы сделать полный оборот вокруг Марса, нужно всего 8 часов, это треть того времени, за которое сам Марс обращается вокруг своей оси.

За одни марсианские сутки Фобос обращается вокруг планеты дважды. Причина этого в том, что они вращаются не синхронно. А из-за маленького расстояния до Марса, сила притяжения постепенно меняют орбиту и Фобос приближается ближе к планете. Примерно через 50 миллионов лет спутник столкнется с поверхностью Марса или гравитация просто разорвет его на куски.

Фобос – очень простой объект. По сути, это просто большая каменная глыба с несколькими кратерами. Самый большой называется Стикни, так звали жену астронома Асафа Холла. Кратер представляет собой огромный разрез в шесть миль в ширину, а это почти треть всего размера луны.

Два других крупных кратера называются Холл и Рош, они примерно вдвое меньше Стикни. Несколько мелких кратеров, которыми усыпана поверхность Фобоса около 150 метров в диаметре. Еще одна особенность, которую обнаружили на поверхности – это наличие трещин.

Вероятно, они появились в результате воздействия гравитационных сил Марса.

Температура на поверхности Фобоса

Считается, что Фобос состоит из богатых углеродом пород, как и астероиды типа С во внешнем поясе астероидов. Однако. Из-за маленькой плотности, скорее всего, это не чистая горная порода, а камни и лед.

Советский космический аппарат Фобос-2 обнаружил выбросы газа из недр Фобоса. Из-за чего это происходит, астрономы не знают. Самая вероятная теория, однако, предполагает, что это водяной пар.

У Фобоса нет атмосферы и собственного магнитного поля.

Из-за того, что орбита Фобоса находится близко к Марсу, гравитация планеты постоянно притягивает спутник ближе. Возможно, уже через 10 миллионов лет спутник врежется в планету.

Когда Фобос достигнет высоты 3620 километров над поверхностью Марса, он дойдет до так называемого, предела Роша. Гравитация Марса станет разрывать маленький спутник на части.

Когда это случится, спутник может стать маленьким кольцом планеты.

Открытие спутника Фобос

Фобос и другой спутник Марса – Деймос открыл американский астроном Асаф Холл, когда в 1877 году наблюдал за Марсом в военно-морской обсерватории в Вашингтоне.

Как Фобос получил свое название

Фобос назван в честь «Страха», одной из колесниц римского бога войны Марса. В греческой мифологии Фобос – это один из сыновей Ареса (Марса) и Афродиты (Венеры).

Сведения об открытииОрбитальные характеристикиФизические характеристики
Дата открытия 18 августа 1877
Первооткрыватели Асаф Холл
Большая полуось 9377,2 км
Эксцентриситет 0,0151
Период обращения 7 ч 39,2 мин
Наклонение 1,093°
Спутник Марса
Размеры 26,8 × 22,4 × 18,4 км
Радиус 11,1 км
Масса 1,072·1016 кг
Плотность 1,876 г/см3
Альбедо 0,07

Карта поверхности спутника Фобос

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Ссылки

Естественные спутники Фобос · Деймос

Источник: http://o-kosmose.net/fobos-sputnik-marsa/

Ссылка на основную публикацию