Roche lobu

Astronomide Roche lobu, ikili yıldız sistemindeki bir yıldızın etrafında, o yıldıza kütleçekimsel olarak bağlı olan maddenin bulunduğu bir bölgedir. Bu bölge yaklaşık olarak bir damla şeklindedir ve kritik bir kütleçekimsel eşpotansiyel ile sınırlıdır. Damla şeklinin sivri ucu diğer yıldıza doğru bakar (bu sivri uç sistemin L₁ Lagrange noktasında bulunur).

Daha büyük bileşenin Roche lobunu (siyah çizgi) doldurduğu yarı-ayrık ikili sistemin şematik gösterimi

Roche lobu, yörüngesinde döndüğü daha büyük kütleli bir cismin yarattığı tedirginlikler karşısında bir gök cisminin kütleçekimsel etki alanını yaklaşık olarak veren Roche küresinden farklıdır. Ayrıca, yalnızca kütleçekimi ile bir arada tutulan bir nesnenin gelgit kuvvetleri nedeniyle parçalanmaya başladığı mesafe olan Roche limitinden de farklıdır. Roche lobu, Roche limiti ve Roche küresi, Fransız astronom Édouard Roche'un adını taşır.

Tanım

Kütle oranı 2 olan ikili yıldızdaki Roche potansiyelinin eş-dönüşlü referans çerçevesinde üç boyutlu gösterimi. Şeklin alt kısmındaki eşpotansiyel grafikte bulunan damlacık şeklindeki figürler, yıldızların Roche lobları olarak kabul edilen şeyleri tanımlar. L₁, L₂ ve L₃, kuvvetlerin (dönen referans çerçevesinde ele alındığında) birbirini götürdüğü Lagrange noktalarıdır. Eğer yıldız Roche lobunu doldurursa, kütle, eyer noktası L₁ aracılığıyla bir yıldızdan diğerine akabilir.

Dairesel yörüngeye sahip bir ikili sistemde, sistemi nesnelerle birlikte dönen bir koordinat sisteminde tanımlamak genellikle faydalıdır. Bu eylemli referans sisteminde, kütleçekimine ek olarak merkezkaç kuvveti de dikkate alınmalıdır. Bu iki kuvvet birlikte bir potansiyel olarak tanımlanabilir, böylece örneğin yıldız yüzeyleri eşpotansiyel yüzeyler boyunca uzanır.

Her bir yıldıza yakın olan eşit kütleçekimsel potansiyele sahip yüzeyler yaklaşık olarak küreseldir ve daha yakın olan yıldız ile eş merkezlidir. Yıldız sisteminden uzaklaştıkça eşpotansiyel yüzeyler yaklaşık olarak elipsoidal hale gelir ve yıldız merkezlerini birleştiren eksene paralel olarak uzanır. Kritik bir eşpotansiyel, sistemin L₁ Lagrange noktasında kendisiyle kesişir ve her bir lobun merkezinde iki yıldızdan birinin bulunduğu, sekiz şeklinde iki loba sahip bir şekil oluşturur. Bu kritik eşpotansiyel Roche loblarını tanımlar.

Madde, eş-dönüşlü referans çerçevesine göre hareket ettiğinde Coriolis kuvveti tarafından etkileniyormuş gibi görünür. Coriolis kuvveti korunumlu olmayan bir kuvvet olduğundan (yani skaler potansiyel ile temsil edilemeyen), bu durum Roche lobu modelinden türetilemez.