Bagaimana penyeberangan bertahap batas Roche mengubah sebuah planet atau bulan?

Beberapa simulasi kartun ( contoh ) dari suatu objek (asumsikan di sini bulan besar dengan kerapatan mirip Bumi) yang melintasi batas Roche dari planet raksasa yang jauh lebih masif, menggambarkan lingkaran yang tiba-tiba hancur dan membentuk cincin. Tetapi proses semacam itu terjadi secara bertahap dalam skala waktu geologis. Saya ragu bahwa akan ada satu hari yang buruk ketika seluruh bulan hancur (seperti pada -Oh, di sana Gunung Everest terputus dan terbang! )

Tidakkah pasang surut menyebabkan vulkanisme dan secara bertahap mencairkan bulan sebagai orbitnya (agak eksentrik) berputar di dalam batas selama jutaan tahun?

Bagaimana bulan leleh akan berubah bentuk? Apakah itu benar-benar mengambil bentuk oval, memanjang menuju planet primer? Karena sisi dekat ingin mengorbit lebih cepat dari sisi jauh, bukankah itu akan menyebabkan bulan berputar pada kecepatan yang dipercepat, bahkan jika awalnya terkunci secara tidal? Akankah peleburan, deformasi, dan pemintalan menyelamatkannya dari disintegrasi lebih jauh ke dalam batas Roche?

Beberapa contoh penyeberangan batas Roche yang saya ketahui:

• Comet Shoemaker-Levy 9 mungkin tiba-tiba putus karena kecepatannya relatif tinggi terhadap Jupiter.
• Phobos akan melampaui batas Roche ke Mars dalam ~ 50 juta tahun. Ini tidak akan menjadi proses yang tiba-tiba. Saya kira kepadatan dan massa yang sangat rendah tidak akan membiarkan vulkanisme dan mencair.
• KOI1843.03 , kandidat exoplanet dengan kerapatan ~ 7 g / cm³, sudah berada di dalam batas Roche untuk senyawa yang kurang padat yang telah ditumpahkannya (seperti yang saya tafsirkan).

Bulan besar (ukuran planet) akan dimodelkan oleh model fluida, yang berarti gesekan dan kekuatan tarik terlalu lemah untuk memodifikasi bentuk bulan secara signifikan, bentuk ditentukan oleh rotasi, vortisitas, gravitasi diri, dan gaya pasang surut. . Bulan yang lebih kecil, seperti Phobos kemungkinan akan mengikuti model tumpukan puing . Pada orbit melingkar, pemanasan pasang surut tidak memainkan peran utama.

Model cairan telah dipelajari secara luas . Bentuk yang terjadi dikenal sebagai angka keseimbangan . Untuk pemahaman penuh, tubuh induk harus dipertimbangkan bersama dengan bulan, sebagai satu sistem. (Cairan) bulan yang terlalu dekat dengan batas Roche secara bertahap berubah bentuk (pemanasan pasang tergantung pada gesekan bagian dalam), dan mulai melepaskan massa di beberapa titik. Ada solusi dengan vortices, dan solusi vortex-free, tergantung pada sifat-sifat fluida. Massa yang hilang dapat membentuk sistem n-tubuhdi luar batas Roche, atau membentuk sistem cincin, sebagian besar di dalam batas Roche. Lebih dekat ke planet ini, itu bisa berdampak, dan menyatu dengan planet ini menjadi bola bulat keseluruhan planet ini, atau - jika planet ini sudah berputar cepat, dan massa bulan cukup tinggi - meningkatkan rotasi planet ini , sedemikian rupa sehingga dapat mengalami misalnya seri Maclaurin - Jacobi , sampai pada titik tertentu, sehingga tidak dapat bertambah banyak massa. Ada beberapa kemungkinan lebih detail .

Tumpukan puing dengan kekuatan tarik lebih mungkin mengalami perubahan bentuk mendadak atau gangguan dari tumpukan puing tanpa kekuatan tarik. Perilaku tumpukan puing-puing tanpa kekuatan tarik tergantung pada gesekan. Semakin sedikit gesekan, semakin dekat dengan model fluida. Semakin kuat tarik tumpukan puing, semakin ia berperilaku seperti model ridgid. Objek Ridgid dapat bertahan jauh di bawah batas Roche untuk objek fluida, tetapi tiba-tiba mengganggu saat kekuatan pasang surut terlalu kuat.

Tubuh biasanya berkembang ke luar daripada ke dalam. (Lihat Mengapa Bulan surut dari Bumi karena pasang-surut? Apakah ini khas untuk bulan-bulan lainnya? ) Bahkan kemudian mereka bisa surut jika terkunci ke resonansi dengan benda lain, misalnya bulan, lebih jauh. (Lihat Apakah ada yang tahu mengapa tiga bulan terbesar Jupiter mengorbit dalam resonansi 1: 2: 4? ). Deimos dan Phobos mendekati Mars.

Andaikata Anda memiliki tubuh yang mendekat, eksentrisitas dan kecenderungan akan teredam ke dalam orbit melingkar yang perlahan-lahan merosot. Saat tubuh mendekati, akselerasi tubuh, melalui tarikan dua pasang utama tubuh, meningkat secara kasar seiring kekuatan keenam jarak. (Lihat Evolusi Pasang Surut dari Planet dan Bulannya .) Dan pemanasan pasang surut akan melunakkan tubuh, sehingga lebih banyak deformasi.

Ini adalah proses pelarian di beberapa titik, dan titik itu mungkin cukup jauh ke batas Roche. Seberapa jauh akan tergantung pada ukuran tubuh, kekuatan tarik material, struktur tubuh, konduktivitas termal, perubahan suhu, dll . Butuh pemodelan terperinci untuk menggambarkan prosesnya. Bencana itu bisa dimulai di tempat yang paling rentan dari tubuh dan menyebar dari sana (Ka-Boom!), Atau melibatkan seluruh tubuh secara bersamaan (Squish!). Mungkin tidak "booming", tetapi pada akhirnya Anda mungkin dapat mengamatinya secara real time.

Kemungkinan lain adalah bahwa tubuh akan mulai hancur di ujung dekat, di mana kekuatan terkuat. Dengan kekekalan momentum (atau akankah itu energi?), Setiap kali sepotong pergi, bagian tubuh yang lain didorong sedikit ke arah lain, mengirimkan sisanya sedikit lebih tinggi, menunda proses. Ini bisa memakan waktu cukup lama, tetapi selalu ada kemungkinan bahwa beberapa hal akan tidak stabil dan menjadi bencana.