查看“︁洛希瓣”︁的源代码

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|G1=Astronomy
|G2=Physics
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'''洛希瓣'''是包圍在[[恆星]]周圍的[[空間]]，在這個範圍內的物質會受到該天體的引力約束而在軌道上環繞。如果恆星膨脹至洛希瓣的範圍之外，這些物質將會擺脫掉恆星引力的束縛。如果這顆恆星是[[聯星系統]]，則這些物質會經由內[[拉格朗日點]]落入伴星的範圍內。[[等位面]]的臨界引力邊界形狀類似淚滴形，淚滴形的尖端指向另一顆伴星（尖端位於系統的{{L1}}[[拉格朗日點]]）。它不同於[[洛希極限]]，後者是僅由引力維繫在一起的物質受到[[潮汐力]]作用開始崩解的距離；它也與[[希爾球|洛希球]]不同，那是在一個[[天體]]周圍的空間，在受到另一個它所環繞的更巨大天體的攝動時，仍能維持小天體的軌道穩定，接近球形的[[引力|引力球]]。洛希瓣、洛希極限和洛希球都是以[[法國]][[天文學家]][[愛德華·洛希]]的名字命名的。

==洛希瓣的定義==
{{Expert}}
[[File:RochePotential.jpg|thumb|在質量比為2的[[聯星]]中，在相同轉動方向系統下的三度空間[[洛希等位面]]。在等位面下面底部的淚滴形圖被稱為恆星的洛希瓣。{{L1}}, {{L2}} and {{L3}}是引力互相抵消的[[拉格朗日點]]。如果恆星的物質已經充滿了洛希瓣，則[[物質]]可以從恆星{{L1}}點的鞍部流向它的伴星[http://hemel.waarnemen.com/Informatie/Sterren/hoofdstuk6.html#mtr Source] {{Wayback|url=http://hemel.waarnemen.com/Informatie/Sterren/hoofdstuk6.html#mtr |date=20190611041125 }}。]]

在有著圓軌道的聯星系統中，它通常能在隨著天體一起轉動的座標系統中很有效的描述。除了重力之外還必須考慮[[離心力|離心慣性力]]。可以用[[廣義勢能|勢能]]一起描述這兩種力，例如，恆星的表面可以沿著等位面表面伸展。

在靠近個別的恆星時，相同的[[重力位|重力等位面]]形狀是接近[[球形|球形的]]，並且與靠近的恆星是同心球。在離恆星系統較遠處，等位面的形狀接近[[橢球體]]，並且延伸的方向平行於兩顆恆星的聯心軸線的方向。臨界的等位面和系統本身的{{L1}}[[拉格朗日點]]相交會，各自在瓣圖中形成在兩顆恆星之間的8字形瓣圖。這個臨界的等位面定義出洛希瓣<ref name="pacz71">{{cite journal|title=Evolutionary Processes in Close Binary Systems|date=1971-09-01|doi=10.1146/annurev.aa.09.090171.001151|journal=Annual Review of Astronomy and Astrophysics|pages=183–208|volume=9|issue=1|issn=0066-4146|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.aa.09.090171.001151|accessdate=2018-04-02|author=B. Paczynski|archive-date=2021-12-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20211207173542/https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.aa.09.090171.001151|dead-url=no}}</ref>。

當相對於共同轉動系統中的[[傳質|物質流動]]時，似乎會採取像[[科里奧利力|科氏力]]的行為。這不是從洛希瓣的模型推導出來的，科氏力是[[守恒力|不守恒力]]（也就是說，不能以純量來處理）。

==質量轉移==
當一顆恆星"超越了洛希瓣"，它的表面擴展至洛希瓣之外，同時超越過洛希瓣的物質會經由{{L1}}拉格朗日點''掉落''至伴星的洛希瓣之內。在聯星演化的過程中，這種質量傳輸被稱為''洛希瓣溢流（洛希瓣超流）''。  

原則上，質量傳輸可能導致天體完全的解體，因為質量的減少會導致洛希瓣的萎縮。但是，有幾個原因使這種情況通常不至於發生。首先，捐助恆星的質量減縮會導致捐助者的縮小，這可能會阻礙後續的捐助。其次，在聯星的兩顆恆星之間的質量傳輸還包括了[[角動量]]的傳輸。當物質從質量較大的恆星捐助給原本質量較小的恆星增生時，通常會導致軌道的收縮，反過來造成聯星軌道的膨脹（根據質量守恆和角動量守恆的設想）。聯星軌道的擴大將導致較少的戲劇性收縮，或甚至會擴大捐助者的洛希瓣，而這通常會阻止捐助者受到破壞。

要測量質量傳輸的穩定性和捐助者確實的萎縮，需要實際計算捐助恆星的半徑和之後的洛希瓣質量傳輸；如果恆星擴張的比洛希瓣的縮小還快，或是縮小的比洛希瓣拖拉的時間還慢，質量的傳輸會變得不穩定而導致捐助恆星瓦解的可能。如果捐助恆星擴張的較慢，或是收縮得比洛希瓣快，質量的傳輸通常會保持穩定並且可以持續很長的時間。

由於洛希瓣溢流的質量傳輸是易懂的幾種天文現象之一，包括[[大陵五#恆星系統|大陵五系統]]，[[再發新星]]（包含一顆[[紅巨星]]和一顆[[白矮星]]的[[聯星]]，並且相距的距離足以使紅巨星的物質逐漸流動至白矮星）、[[X射線雙星|X射線聯星]]和[[毫秒脈衝星]]。

==洛希瓣的幾何==
洛希瓣的精確形狀取決於質量比，並且必須經過數值的計算。但是，在多數的用途中，都使用形狀近似和有著相同體積的洛希瓣。一個有著球形和半徑的近似計算公式如下：

<math>
\frac{r_1}{A} = 0.38+0.2\log\frac{M_1}{M_2}
</math>
for 
<math>
0.3<\frac{M_1}{M_2}<20
</math>

並且

<math>
\frac{r_1}{A} = 0.46224\left(\frac{M_1}{M_1+M_2}\right)^{1/3}
</math>
對於
<math>
\frac{M_1}{M_2}<0.8
</math>

此處，A是系統的[[半長軸]]，<math>r_1</math>是環繞著質量為<math>M_1</math>的洛希瓣的半徑。這些公式大約可以精確到2%以內<ref name="pacz71" />。

== 相關條目 ==
*[[聯星]]
*[[希爾球]]
*[[洛希極限]]
*[[Rocheworld]] for a hard science fiction novel based on this concept.

== 參考資料 ==
{{Reflist}}

{{DEFAULTSORT:Roche Lobe}}
[[Category:聯星|-]]
[[Category:天體力學]]