안녕하세요. 이용준 전문가입니다.
로슈 한계(Roche limit) 또는 로슈 반지름은 위성이 모행성의 기조력에 의해 붕괴되지 않고 접근할 수 있는 한계 거리를 말합니다. 로슈 한계는 모행성의 인력과 위성의 중력에 의해 발생하는 차등 중력에 따른 기조력으로 인해 발생합니다. 두 물체의 질량이 일정한 경우 중력의 세기는 오직 두 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다. 일반적으로 물체의 크기가 작은 경우는 따라서 물체 사이의 거리가 멀수록 중력 가속도는 작아지며, 물체 사이의 거리가 가까울수록 중력 가속도는 커집니다. 그런데, 행성이나 위성 등 천문학적 크기의 부피와 질량을 갖고 있는 천체들의 경우 하나의 천체 안에서도 위치에 따라 받는 중력의 차이가 발생합니다. 이를 차등 중력이라고 합니다.
위성이 로슈 한계보다도 낮은 고도로 접근하게 되면 행성에 의해 위성의 행성을 향한 면 부분에 작용하는 중력 가속도와 반대편에 작용하는 중력 가속도의 차이(분리력)가 위성 자체의 표면 중력 가속도(결합력)를 초과해 버리게 됩니다. 그 결과 위성의 앞면(행성을 향한 면)과 뒷면의 공전 궤도와 속도가 달라지게 되며, 이로 인해 위성이 늘어나다가 찢어지게 됩니다. 그리고 료슈 한계는 위성의 물성이 완전 강체인가 아니면 어느 정도 유동성을 띠는가에 따라 달라집니다.
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