Предел Роша

Если взять два небесных тела, то гравитационные силы будут действовать на каждую точку каждого тела немного по-разному. Из-за этого спутники и планеты чуть деформируются, и возникают приливы/отливы, нагрев недр, торможение вращения и прочие эффекты.

При этом, чем меньше расстояние, тем гравитация сильнее. И если по каким-то причинам дистанция между телами уменьшится до некого предельного значения, деформация может даже разрушить спутник, а из его остатков сформируется кольцо!

В 1848 году французский астроном Эдуард Рош вычислил такой предел для жидких спутников: он составляет примерно 2,5 R, где R — радиус планеты. Жидкие спутники, то есть те, форма которых обуславливается приливными силами, на орбитах ниже этого предела не могут сконденсироваться в единое тело.

На основании этого расчёта Рош предположил, что кольца Сатурна состоят из мелких небольших частиц, так как лежат внутри предела Роша. Это предположение было поддержано другими исследователями (в том числе Джеймсом Клерком Максвеллом и Софьей Ковалевской) и наконец доказано в 1895 году благодаря спектроскопическим исследованиям колец.

Для твёрдых спутников – то есть таких, чья приливная деформация несущественна – расчёт предела Роша несколько иной. Однако многие небесные тела, например, комета или астероид типа «куча обломков» считаются скорее жидкими небесными телами. Яркий пример такого жидкого разрушенного спутника - комета Шумейкеров-Леви 9, в 1992 году пролетевшая всего в 15000 километров от облачного покрова Юпитера и разорванная его гравитацией на 21 отдельный фрагмент.

Подробнее про приливные силы, формирование колец и развалившиеся небесные тела можно узнать в одном из наших роликов: https://youtu.be/4uBk5o4izwY