洛希瓣

✍ dations ◷ 2025-11-03 10:06:31 #联星,天体力学

洛希瓣是包围在恒星周围的空间,在这个范围内的物质会受到该天体的引力约束而在轨道上环绕着。如果恒星膨胀至洛希瓣的范围之外,这些物质将会摆脱掉恒星引力的束缚。如果这颗恒星是联星系统,则这些物质会经由内拉格朗日点落入伴星的范围内。等位面的临界引力边界形状类似泪滴形,泪滴形的尖端指向另一颗伴星(尖端位于系统的L1拉格朗日点)。它不同于洛希极限,后者是仅由引力维系在一起的物质受到潮汐力作用开始崩解的距离;它也与洛希球不同,那是在一个天体周围的空间,在受到另一个它所环绕的更巨大天体的摄动时,仍能维持小天体的轨道稳定,接近球形的引力球。洛希瓣、洛希极限和洛希球都是以法国天文学家爱德华·洛希的名字命名的。

在有着圆轨道的联星系统中,它通常能在随着天体一起转动的坐标系统中很有效的描述。除了重力之外还必须考虑离心惯性力。可以用势能一起描述这两种力,例如,恒星的表面可以沿着等位面表面伸展。

在靠近个别的恒星时,相同的重力等位面形状是接近球形的,并且与靠近的恒星是同心球。在离恒星系统较远处,等位面的形状接近椭球体,并且延伸的方向平行于两颗恒星的联心轴线的方向。临界的等位面和系统本身的L1拉格朗日点相交会,各自在瓣图中形成在两颗恒星之间的8字形瓣图。这个临界的等位面定义出洛希瓣。

当相对于共同转动系统中的物质流动时,似乎会采取像科氏力的行为。这不是从洛希瓣的模型推导出来的,科氏力是不守恒力(也就是说,不能以标量来处理)。

当一颗恒星"超越了洛希瓣",它的表面扩展至洛希瓣之外,同时超越过洛希瓣的物质会经由L1拉格朗日点至伴星的洛希瓣之内。在联星演化的过程中,这种质量传输被称为。

原则上,质量传输可能导致天体完全的解体,因为质量的减少会导致洛希瓣的萎缩。但是,有几个原因使这种情况通常不至于发生。首先,捐助恒星的质量减缩会导致捐助者的缩小,这可能会阻碍后续的捐助。其次,在联星的两颗恒星之间的质量传输还包括了角动量的传输。当物质从质量较大的恒星捐助给原本质量较小的恒星增生时,通常会导致轨道的收缩,反过来造成联星轨道的膨胀(根据质量守恒和角动量守恒的设想)。联星轨道的扩大将导致较少的戏剧性收缩,或甚至会扩大捐助者的洛希瓣,而这通常会阻止捐助者受到破坏。

要测量质量传输的稳定性和捐助者确实的萎缩,需要实际计算捐助恒星的半径和之后的洛希瓣质量传输;如果恒星扩张的比洛希瓣的缩小还快,或是缩小的比洛希瓣拖拉的时间还慢,质量的传输会变得不稳定而导致捐助恒星瓦解的可能。如果捐助恒星扩张的较慢,或是收缩得比洛希瓣快,质量的传输通常会保持稳定并且可以持续很长的时间。

由于洛希瓣溢流的质量传输是易懂的几种天文现象之一,包括大陵五系统,再发新星(包含一颗红巨星和一颗白矮星的联星,并且相距的距离足以使红巨星的物质逐渐流动至白矮星)、X射线联星和毫秒脉冲星。

洛希瓣的精确形状取决于质量比,并且必须经过数值的计算。但是,在多数的用途中,都使用形状近似和有着相同体积的洛希瓣。一个有着球形和半径的近似计算公式如下:

r 1 A = 0.38 + 0.2 log M 1 M 2 {\displaystyle {\frac {r_{1}}{A}}=0.38+0.2\log {\frac {M_{1}}{M_{2}}}} for 0.3 < M 1 M 2 < 20 {\displaystyle 0.3<{\frac {M_{1}}{M_{2}}}<20}

并且

r 1 A = 0.46224 ( M 1 M 1 + M 2 ) 1 / 3 {\displaystyle {\frac {r_{1}}{A}}=0.46224\left({\frac {M_{1}}{M_{1}+M_{2}}}\right)^{1/3}} 对于 M 1 M 2 < 0.8 {\displaystyle {\frac {M_{1}}{M_{2}}}<0.8}

此处,A是系统的半长轴, r 1 {\displaystyle r_{1}} 是环绕着质量为 M 1 {\displaystyle M_{1}} 的洛希瓣的半径。这些公式大约可以精确到2%以内。

相关

  • 地平说地平说是一种世界观,目前的流行的地平说被科学共同体广泛认定为伪科学。地平说与地圆说相对,认为地表是平面,而不是一个巨大的球面。这种观点是绝大多数民族古代长期持有的观点
  • 过氧化钠过氧化钠化学式为Na2O2,又称二氧化钠或双氧化钠,是钠在氧气或空气中燃烧的产物。在常温下,纯品过氧化钠为白色,但一般见到的过氧化钠呈淡黄色(混有 超氧化钠 的缘故),密度为2.805g/c
  • 纳斯达克纳斯达克股票交易所(英语:NASDAQ,i/ˈnæzˌdæk/)是美国的一间电子股票交易所,创立于1971年,是现在世界上第二大的证券交易所。其英文名称“NASDAQ”原为National Association of
  • 东哥特东哥特可以指:
  • 疯狂疯狂或疯癫(英语:Insanity)是人在异常的心理或表现模式下的一组行为。疯狂可构成对社会规范的违反,包括伤害自我、伤害他人等,但并非所有的伤害行为都是疯狂所引起。类似地,并非所
  • 长嘴鸟长嘴鸟(学名Longirostravis)是生存于白垩纪早期的一类反鸟亚纲鸟类。它们是在中国辽宁的义县组发现。它们与长翼鸟及抓握鸟属于长翼鸟科的分支。
  • 军事情报局阿勃维尔(德语:Abwehr;.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","Segoe UI","Lucida Sans Unicode","Code2000","Gentium","Gentium
  • 王铎王铎自画像王铎(1592年-1652年4月28日),字觉斯,一字觉之,号嵩樵、十樵、石樵、痴庵、东皋长、痴庵道人、烟潭渔叟、雪塘渔隐、痴仙道人、兰台外史、雪山道人、二室山人、白雪道人
  • 重复博弈在博弈论,重复博弈所指的是一类特殊的扩展形式的博弈(extensive form game)。此类博弈中包含一个基础博弈(base game)——称为阶段博弈(stage game);在整个重复博弈中,该阶段博弈会被
  • 森林消防森林消防是对于森林火灾的救援专业,野外的环境与城市火灾有大量不同,引燃物是低价值的树木同时人口稀少,而且水源取得困难,风向猛烈影响火情巨大,所以森林消防重心放在于火区的封