Esfera de la colina
Esfera de Hill - en primera aproximación - el espacio alrededor de un objeto astronómico (por ejemplo, planetas ), en el que es capaz de mantener su satélite , a pesar de la atracción del objeto alrededor del cual él mismo gira (por ejemplo, estrellas ). A su vez, el satélite tiene su propia esfera Hill, y cualquier objeto dentro de ella tenderá a convertirse en un satélite del satélite, no del planeta. Así, la esfera de Hill describe la esfera de influencia gravitacional de un cuerpo sobre cuerpos más pequeños, teniendo en cuenta las perturbaciones que surgen bajo la influencia de un cuerpo más masivo.
La esfera de Hill está ubicada entre los puntos de Lagrange L1 y L2, que se encuentran en una línea recta que conecta los centros de dos cuerpos. En esta dirección, el área de influencia gravitacional del cuerpo subordinado es la más pequeña y esto limita el tamaño de la esfera Hill. Más allá de esta distancia, la órbita de cualquier tercer cuerpo que gire alrededor del cuerpo subordinado quedará parcialmente fuera de la esfera de Hill y, por lo tanto, se verá cada vez más perturbada por las fuerzas de marea del cuerpo central. En última instancia, el objeto subordinado se moverá hacia la órbita del cuerpo central.
Para dos cuerpos con masas y ( ), el radio de la esfera de Hill se calcula de la siguiente manera: , donde es el semieje mayor de la órbita de un cuerpo menos masivo [1] .
![{\displaystyle r\approx a{\sqrt[{3}]{\frac {m}{3(M+m)))))](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/086ad1beb79cc9da1c40aeafceff01ebece0413a)
Historia del término
El concepto de esta esfera fue definido por primera vez por el astrónomo estadounidense George William Hill basándose en el trabajo del astrónomo francés Edouard Roche ; por esta razón, el término "esfera de Roche" ( del inglés Rochesphere ) también se usa en la literatura en lengua inglesa. Este término no debe confundirse con el lóbulo de Roche similar y el límite de Roche . El límite de Roche es el radio de la órbita circular de un satélite que gira alrededor de un cuerpo celeste, en el que las fuerzas de marea provocadas por la gravedad del cuerpo central son iguales a las fuerzas autogravitatorias del satélite y, por lo tanto, comienzan a desgarrarlo. El lóbulo de Roche es una región alrededor de una estrella en un sistema binario en el que, para un cuerpo de prueba ubicado en esta región, la atracción de la estrella ubicada en el lóbulo de Roche prevalece sobre la atracción de la estrella compañera y la fuerza centrífuga.
Un ejemplo de una definición de esfera
Puede ilustrar la esfera de Hill con un ejemplo particular: Júpiter orbitando alrededor del Sol. Para cada punto en el espacio, puedes calcular la suma de las siguientes tres fuerzas:
- atracción gravitacional del sol
- atracción gravitatoria de Júpiter,
- fuerza centrífuga , que actúa sobre una partícula en un punto dado, que gira alrededor del Sol con la misma frecuencia que Júpiter.
La esfera de Hill para Júpiter será la esfera más grande centrada en Júpiter, dentro de la cual la suma de estas tres fuerzas siempre se dirige hacia Júpiter. En términos más generales, es una esfera alrededor de un cuerpo subordinado que gira alrededor del cuerpo principal, en la que la fuerza resultante es una fuerza centrípeta dirigida hacia el cuerpo subordinado. Por lo tanto, en este ejemplo, la esfera de Hill describe el límite exterior en el que los objetos más pequeños, como los satélites de los planetas o los satélites artificiales, pueden estar en una órbita estable alrededor de Júpiter y no entrar en una órbita elíptica alrededor del Sol.
La esfera Hill del Sol (el borde exterior de la nube de Oort ) tiene un radio de unos 2 años luz.
Véase también
Notas
- ↑ Lissauer JJ, Murray CD Dinámica del sistema solar: movimiento regular y caótico // Enciclopedia del sistema solar / T. Spohn, D. Breuer, T. Johnson. - 3. - Elsevier, 2014. - P. 60–61, 1269. - 1336 p. — ISBN 9780124160347 . -doi : 10.1016 / B978-0-12-415845-0.00003-7 .