로슈 한계
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로슈 한계(Roche limit) 혹은 로슈 반지름은 위성이 모행성의 중력에 의한 기조력에 의해 파괴되지 않고 접근할 수 있는 한계다.[1] 로슈 한계 안쪽에서는 궤도를 도는 물질이 부서져 원반을 형성하며, 한계 바깥쪽의 물질은 한데 뭉치는 경향이 있다. 이 한계는 1848년에 프랑스의 천문학자인 에두아르 로슈(Édouard Roche)가 처음 계산하였다.[2]
일반적으로 로슈 한계는 모행성에 의해 유발된 기조력에 의해 파괴되는 위성에 적용된다. 일부 위성은 로슈 한계 안쪽에서 공전하고 있는데, 그것은 위성을 구성하는 물질이 위성의 자체중력 이외에 항장력 등과 같은 힘으로 뭉쳐져 있기 때문이다. 목성의 위성인 메티스와 토성의 위성인 판은 항장력 때문에 로슈 한계 안쪽에서 형태를 유지할 수 있는 대표적인 위성이다. 이러한 위성의 표면에 정지해있는 물체가 기조력에 의해 위성의 표면에서 떨어져나가는 극단적인 경우도 있다. 혜성과 같은 약한 위성은 로슈 한계를 통과하는 동안 부서질 수 있다.
로슈 한계 내에서는 기조력이 중력보다 강하기 때문에, 커다란 위성이 한계 안에 있는 물질을 끌어들일 수 없다. 실제로 알려진 거의 모든 행성의 고리는 그 행성의 로슈 한계 안에 있다. 토성의 E 고리와 포에베 고리는 로슈 한계 밖에 있는 고리의 중요한 예외다. 그러한 고리는 지금은 토성이 된 원시행성의 강착원반의 나머지 부분이 위성으로 합쳐지는데 실패했거나, 위성이 로슈 한계 안쪽을 통과할 때 부서지면서 형성되었을 것으로 추측된다.