Lobo de Roche

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Una representación en 3D de la energía potencial de una estrella binaria.

En astronomía , el lóbulo de Roche es una región del espacio alrededor de una estrella que forma parte de un sistema binario , dentro del cual el material en órbita está unido gravitacionalmente a esta estrella [1] . En cambio, el material fuera del lóbulo puede caer sobre la otra estrella. Esto sucede cuando la propia estrella se expande más allá de su propio lóbulo de Roche, y sus capas externas eventualmente caen sobre la otra estrella. Un lóbulo de Roche tiene una forma similar a la de una gota, con la parte puntiaguda hacia la otra estrella (el vértice es el punto lagrangiano L1 del sistema).

Este es un concepto diferente del límite de Roche , que es la distancia desde la fuente de un campo gravitacional a la que un objeto que se mantiene unido exclusivamente por la gravedad comienza a desintegrarse debido a las fuerzas de las mareas. Tanto el lóbulo de Roche como el límite de Roche deben su nombre al astrónomo francés Édouard Roche .

De la descripción dada se deduce que cada sistema binario contiene dos lóbulos de Roche, uno para cada estrella. Estos volúmenes están definidos por una superficie particular de igual energía potencial . Esto se calcula en un sistema de referencia que se correlaciona con el sistema binario. Dado que este marco de referencia no es inercial, el potencial gravitacional debido a las dos masas de las estrellas (que varía con la inversa de la distancia desde el centro de cada estrella) debe sumarse a un pseudopotencial que corresponde a la centrífuga. fuerza . Este pseudopotencial es proporcional al cuadrado de la distancia perpendicular desde el eje de rotación del sistema.

Cerca de las dos estrellas, las superficies equipotenciales son aproximadamente esféricas y concéntricas a la estrella. Lejos del sistema binario, son aproximadamente elipsoidales y alargados paralelos al eje que une las estrellas. Una superficie equipotencial crítica se cruza en el centro de masa del sistema. Esta última superficie define los dos lóbulos de Roche.

Cuando la materia se mueve en el sistema, por ejemplo debido a la transferencia de masa , el movimiento relativo al marco de co-rotación sufrirá una fuerza de Coriolis . Este último no puede derivarse del modelo del lóbulo de Roche porque es una fuerza no conservadora (es decir, no puede ser representada por un potencial escalar).

Cuando un objeto se extiende más allá de su lóbulo de Roche, el material fuera de la superficie límite puede precipitarse en el lóbulo de Roche del otro cuerpo. Este efecto puede ser autosostenible, ya que una reducción de masa implica un estrechamiento del lóbulo de Roche y conduce a la desintegración del objeto. La fuga de material del lóbulo de Roche está involucrada en una serie de fenómenos astronómicos que incluyen las estrellas novas ( estrellas binarias compuestas por una gigante roja y una enana blanca , en las que hay un flujo de material hacia este último componente), estrellas binarias X y púlsares de milisegundos (púlsares superrápidos).


Nota

  1. ^ Lobo de Roche . Consultado el 31 de enero de 2021.


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