Uzaydaki Cisimlerin Yaklaşma Limiti Roche Limiti

Fransız matematikçi ve astronom Édouard Albert Roche, 17 Ekim 1820’de Montpellier’de doğdu, Montpellier Üniversitesi’nde okudu, orada 34 yıl öğretmenlik yaptı ve 1883’te Montpellier’de öldü. Roche’un görünüşe göre bolca sahip olduğu önemli matematiksel beceri gerektiren gök mekaniğinde ustaydı. Roche küresine ve Roche lobuna katkıda bulundu.

Roche sınırı Dünya ve Ay gibi karşılıklı yörüngede dönen herhangi iki cisme uygulanabilir. Roche limiti, Ay’ın (veya yalnızca yerçekimi ile bir arada tutulan herhangi bir uydunun) Dünya’dan (veya herhangi bir büyük gövdeden) ayrılmadan olabileceği minimum mesafedir. Ay, Roche sınırından daha fazla yaklaşırsa gelgit kuvvetleri nedeniyle parçalanacaktır. Dolayısıyla hiçbir gezegenin Roche sınırı içinde kalan bir uydusu olamaz – sadece halkaları olabilir. Roche limitinin boyutu, iki cismin kütlesine bağlıdır. Dünya-Ay sistemi için, Roche sınırı merkezden merkeze yaklaşık 6000 mildir. Yani Ay’ı Dünya’ya doğru iterseniz, Roche sınırına yaklaştıkça yavaş yavaş deforme olur ve patates şekline gelir ve Roche sınırına ulaştığında artık kendisini bir arada tutamaz ve hazır patates gevreği gibi parçalanır. Tabii ki, bu olurken, Dünya’daki insanlar binlerce fit yüksekliğinde gelgitler yaşıyor olacaklarve Ay’ın dağılmasını daha az önemseyeceklerdir

Astrofizik dünyasına giren birçok yeni insan için az bilinen bir etki, iki (veya daha fazla) yörünge cismi, kozmolojik olarak konuşursak, önemli bir kütle farkıyla kendilerini yakın bulduklarında meydana gelir. Yörünge gezegenleri, asteroitler veya uydular birincil yerçekimi kaynaklarına çok yaklaştığında ne olduğunu hayal etmeye çalıştığınızda, doğal olarak iki cismin birlikte sürüklendiğini ve çarptığını hayal edebilirsiniz – Hollywood filmlerinde bir asteroit bir gezegene çarptığında gördüğünüz gibi.

Kütleçekimi göreceli olarak az olan bir cisim, kütleçekimi yüksek bir cisme belli bir değerden daha fazla yakınlaşırsa cisim kendi bütünlüğünü kütleçekimi ile sağlayamaz olur, tedirginlik kuvveti parçacıklar arası kütleçekimi yener ve cisim parçalanır. Roche Limiti, cismin diğer cisme parçalanmadan yaklaşabileceği en yakın mesafeyi gösterir.
Yıldızlar, kuark yıldızları veya kara delikler söz konusu olduğunda, bunların daha büyük yerçekimi kütlesi tarafından yutulduğunu hayal edersiniz .Bazı durumlarda, özellikle yaklaşma hızı ve açısına bağlı olarak haklı olabilirsiniz. Bununla birlikte, gelen bir alternatif yerçekimi kaynağı veya kütlesini değiştiren bir yıldız gibi yörünge eksantrikliğinde kademeli bir değişiklik veya etki olduğunda, gezegen nesnesinin gelgit veya Roche limitlerine ulaşması ve aşması tamamen mümkündür .

Roche Limiti, esas olarak, bir nesne üzerine uygulanan gelgit kuvvetlerinin nesnenin gerilme mukavemetini yeneceği bir yerçekimi gövdesi etrafındaki dairesel bir yarıçap olarak tanımlanır. Bunun sonucunda ortaya çıkan etki, nesnenin nihai olarak çarpıtılması ve nihai olarak yok edilmesidir. Bu tipik olarak birincil yerçekimi kaynağının yarıçapının 2,5 katı olarak ölçülür
Bunu anlamak için, yeterince yaklaşırsak yerçekimi kuvvetinin daha karmaşık hale geldiğini bilmemiz gerekir. Tüm çekimsel etkileşimlerin çakıştığı bir nokta var. Bu sınır, Roche sınırı olarak bilinir. Bir nesnenin kendi yerçekimi tarafından desteklendiğinde sahip olduğu etkiyle ilgilidir. Bu durumda aydan bahsediyoruz. Ay başka bir nesneye o kadar yaklaşırsa, yerçekimi onu deforme edip yok edebilir. Bu Roche limiti yıldızlar için de geçerlidir.
Tam mesafe, her iki nesnenin kütlesine, boyutuna ve yoğunluğuna bağlıdır. Örneğin, Dünya ile ay arasındaki Roche sınırı 9.500 kilometredir. Bu, ortak ayı katı olandan ele alarak dikkate alınır. Bu sınır şu anlama gelir: Uydumuz 9500 kilometre veya daha az uzakta olsaydı, gezegenimizin yerçekimi kendi yerini alırdı. Sonuç olarak, ay, tamamen paramparça olan bir malzeme parçaları halkasına dönüşecekti. Malzemeler yüzeydeki yerçekiminin etkisiyle düşene kadar Dünya’nın etrafında dönmeye devam edecekti. Bu malzeme parçalarına göktaşları denebilir.
Güneş aynı etkiyi çok daha uzak bir mesafeyle yapabilir. Bu, gezegenimize kıyasla güneşin büyüklüğünden kaynaklanmaktadır. Bir nesnenin boyutu ne kadar büyükse, yerçekimi kuvveti o kadar büyüktür. Bu sadece bir teori değil, uyduların gezegenleri tarafından yok edilmesi, gerçekleşecek bir şey. Bunun en iyi bilinen örneği, Phobos’un yörüngesinin etrafında dönen bir uydudur. Mars gezegeni ve bunu gezegenin kendi üzerinde yaptığından daha hızlı yapıyor.
Roche limiti dahilinde kendi yapısını bir arada tutamayan en küçük nesnenin ağırlığıdır. Bu nedenle, nesne Roche karargahının sınırına yaklaştıkça gezegenin yerçekiminden daha fazla etkilenir. Bundan birkaç milyon yıl sonra bu sınırı geçtiğinde, uydu Mars’ın yörüngesinde dönen bir parça halkasına dönüşecek. Tüm parçalar bir süre yörüngede olduklarında, gezegenin yüzeyinde çökelmeye başlayacaklar.
Çok iyi bilinmese de Roche sınırına yakın olabilecek bir nesneye bir başka örnek, Neptün gezegenindeki en büyük uydusu olan Triton’dur. Yaklaşık 3 milyar yıl içinde, bu uydu Roche sınırına yaklaştığında iki şeyin olabileceği tahmin ediliyor: parçalanacağı gezegenin atmosferine düşme veya gezegenin sahip olduğu halkaya benzer bir dizi malzeme parçası haline gelecektir. Örnek olarak satürn’ü verebilirim.
Ve son bir soruya bakalım;
Roche sınırında olduğumuzu düşünürsek gezegenimiz neden yerçekimi ile bizi yok etmiyor? Mantıklı olması mümkün olsa da oldukça basit bir cevabı var. Yerçekimi, tüm canlıların vücutlarını gezegenin yüzeyinde bir arada tutar.