문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 로슈 한계 (문단 편집) == 원리 == 로슈 한계는 차등 중력에 따른 기조력(起潮力)[* [[조석력]](潮汐力)이라고도 한다. 한 위성천체가 다른 모천체의 중력권 안에 있을 때, 모천체에 가까운 면은 중력이 크게 작용하고, 먼 면은 중력이 작게 작용하는 것. [[밀물]]과 [[썰물]]도 [[달]]의 기조력에 의해 발생한다.]의 존재로 인해 발생한다. [[중력]]과 [[중력 가속도]]의 세기를 결정하는 인자는 오로지 질량체와의 거리이며, 그 정도는 거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 물체 사이의 거리가 멀수록 중력 가속도는 작아지며, 물체 사이의 거리가 가까울수록 중력 가속도는 커진다. 그런데, 천문학적 크기의 부피와 질량을 갖고 있는 천체들의 경우 하나의 천체 안에서도 위치에 따라 받는 중력의 차이가 발생한다. 천체의 중력 가속도는 모천체의 지표면을 기준으로 해발고도에 반비례하므로(위성이 우주로 나갈 수록 모천체의 중력을 적게 받으므로), 이와 반대로 위성이 로슈 한계보다도 낮은 고도로 접근하게 되면 행성이 위성의 앞면 부분에 거는 중력 가속도와 위성의 뒷면 부분에 거는 중력 가속도의 차이(분리력)가 위성 자체의 표면 중력 가속도(결합력)를 초과해 버린다. 그 결과 위성의 앞면과 뒷면의 공전궤도와 속도가 달라지게 되어, '''위성이 주욱 늘어나다가 찢어진다.'''[* 모천체와 위성천체의 질량차이가 작을 경우에는 양쪽 다 계란모양으로 잡아당겨지며 이에 따라 극심한 열이 발생하는 영향을 받는다. 남의 얘기가 아니라 지구의 [[지열]]에도 달의 기조력이 일익하고 있다.] 로슈 한계는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. {{{+1 [math(\displaystyle d \approx 2.44 R \left(\frac{\rho_M}{\rho_m}\right)^\frac{1}{3} = 2.44\left(\frac{3M}{4\pi\rho_m}\right)^\frac{1}{3})]}}} [math(\rho_M)]과 [math(\rho_m)]은 각각 모행성과 위성의 평균 밀도, R은 모행성의 반지름, M은 모행성의 질량이다. 앞에 붙는 계수 2.44는 기조력에 의한 위성의 변형을 고려한 것으로, 위성이 변형이 없는 강체라고 가정할 경우 이 값은 1.26이 된다. 지구의 달과 같이 어느 정도 규모가 있는 위성들은 그 특성이 유체에 가깝기 때문에[* 달은 돌덩이인데 무슨 소리냐고 반문할 수 있지만, 규모가 커질수록 물질을 강체로 유지시키는 전자기력의 중요성은 중력에 밀려 사라진다. 아무리 단단한 암석이라도 거시적으로 보았을 때는 유체의 특징을 갖는다. 조악한 비유기는 하지만 이는 쇳덩이도 마찬가지인데, [[장대레일]]이 현장에서 용접을 통해 제작되는 이유다. 실제로 레일의 길이가 일정규모 이상 길어지면 그 단단하던 레일이 엿가락처럼 쉽게 휘청거린다. 직접 보면 쇳덩이 맞아? 싶을 정도.][* 지구는 '''지름 약 1280만 미터에 달하는 거구'''인만큼 크기 비율상 1 밀리미터 정도 되는 모래알은 사람으로 치자면 몸에 묻은 [[물]]분자(0.18 나노미터)에 지나지 않으며, 몇십 미터짜리 거대한 바윗덩어리조차도 지구 입장에선 아주 곱다 고운 [[밀가루]]일 뿐이다. 그러니 물처럼 흐르는게 의외로 안이상한 것이다.] 계수는 2.44에 가깝다. 로슈 한계 내에서는 위성에 미치는 모행성의 [[기조력]]이 위성 자체의 [[중력]]보다 커지므로 위성이 파괴된다. 태양계 내의 대부분의 위성들은 모행성의 로슈한계보다 훨씬 바깥쪽에서 돌고 있으나, [[토성]]의 고리는 로슈한계 안에 위치하고 있다. 그렇기에 토성의 고리의 생성 원인은 과거에 있었던 위성이 로슈 한계 안쪽으로 근접하여 부서진 결과라고 추정된다. 로슈 한계의 반지름을 결정하는 위성의 속성은 밀도뿐이다. 즉, 소행성이 로슈 한계 내로 진입하여 파괴될 때 잔해들이 발생해도 밀도에 큰 변화가 없다면 로슈 한계는 그대로일 것이고, 잔해들은 여전히 한계 내에 존재할 것이다. 이렇게 생각하면 한번 진입한 소행성 잔해는 끝없이 부서져 가루가 되어야 할 것 같지만 실제로는 어느 정도 크기 이하로 부서지지는 않는데, 이는 소행성을 이루는 물질 자체의 결합력에 의한 것이다. 천체의 크기가 작아질수록 자체 중력보다는 전자기적 결합력이 더 중요해지는지라 충분히 작은 물체들은 로슈 한계 안에서도 구조를 유지할 수 있다. 대표적인 경우로 멀게는 지구 주변의 저궤도를 돌고 있는 인공위성부터, 가깝게는 [[인간]]을 포함해 지표면[* 조석력이 가장 강한 곳이다.]에 있는 모든 물체들이 있다. 그러나 전자기력을 이길 정도로 중력이 강할 경우, 작은 물체의 양단에 전자기력 이상의 기조력이 작용해서 박살낼 수도 있다. [[블랙홀]]이나 [[중성자별]] 등의 작고 무거운 축퇴성에 가까이 가면 이런 일이 일어난다.[* 우주비행사가 블랙홀의 중력권에 잡혀서 선 채로 자유낙하하면, 머리에 걸리는 중력 가속도와 몸통에 걸리는 중력 가속도의 차이가 목뼈의 인장강도를 초과하여 [[스파게티]]처럼 늘어나 갈기갈기 찢기는 최후를 맞을 것이다.] 로슈 한계는 모행성과 위성의 [[밀도]]에 관련되어 있어서 로슈 한계가 모행성의 반지름 안쪽에 위치하는 것도 가능하다. 위성이 강체인 경우 위성의 밀도가 모행성의 2배, 유체인 경우 14.5배가 넘는다면 행성 반지름 안쪽이 된다. [[달]]이 [[지구]]의 로슈 한계 안에 있었다면, 지구에게도 고리가 있었을 것이다.[* 혹은 과거에 고리를 가진 시절이 있었을지도 모른다. [[테이아#s-2]]가 원시 지구와 충돌하면서 나온 수 많은 파편 중 일부가 고리 모양으로 지구 주위를 공전하다가 고리의 재료들이 뭉치면서 [[달]]을 형성했을지도 모른다는 가설도 있다.] 하지만 [[지구]]에게 [[달]]은 상당히 큰 위성이며 태양과의 거리도 가까워 [[토성]]처럼 밝고 오래 지속되는 고리를 가지긴 어렵다. 실제로 고리가 존재했다면 얼음보다는 암석으로 이루어진 어두운 고리일 확률이 크고, 그림자 때문에 표면 온도가 극심하게 낮아져 생명체가 살 수 없는 행성이 될 수도 있다. 자세한 내용은 [[http://lg-sl.net/product/scilab/sciencestorylist/IQEX/readSciencestoryList.mvc?sciencestoryListId=IQEX2010010006|#]], [[https://www.youtube.com/watch?v=CItDiuBWP5I|#(영문)]] 참고. [[해왕성]]의 위성인 [[트리톤(위성)|트리톤]]은 서서히 모성과 가까워지고 있으며 약 36억년 뒤 로슈 한계 내로 넘어오면 박살날 예정이다. [[화성]]의 [[포보스(위성)|포보스]]도 2~4천만년 후엔 비슷한 최후를 맞이하게 되며, 화성은 지구형 행성 중에서 유일하게 고리를 갖게 된다. 다만 고리의 지속시간에 대해서는 논란이 많아서 일시적인 현상으로 그칠 가능성도 있다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기