Hill-sfære

En Hill-sfære er volumet rundt et himmellegeme, eksempelvis en planet, der legemet gravitasjonelt dominerer attraksjonen av satellitter, over andre større himmellegemer, eksempelvis en stjerne, som den selv befinner seg i en omløpsbane rundt. For at en planet skal beholde en måne må månen således ha en bane som ligger innenfor planetens Hill-sfære. Månen har i sin tur en egen Hill-sfære og hvert objekt innenfor denne avstanden vil kunne bli satellitter til månen, snarere enn til selve planeten.

Med andre ord tilnærmes Hill-sfæren den gravitasjonelle sfæren der den har større gravitasjonell påvirkning på et mindre objekt sammenlignet med et annet større objekt. Dette ble definert av den amerikanske astronomen George William Hill, basert på arbeid av den franske astronomen Édouard Roche. Derfor kalles Hill-sfæren også for Roche-sfæren.

Som illustrasjon kan man betrakte det spesifikke tilfellet med planeten Jupiter som kretser rundt Solen. For hvert punkt i rommet kan man beregne summen av følgende tre krefter:

  • gravitasjon på grunn av Solen
  • gravitasjon på grunn av Jupiter
  • sentrifugalkraften som oppleves av en partikkel som ved et slikt punkt beveger seg rundt Solen med samme frekvens som Jupiter.

Hill-sfæren for Jupiter er det største området, med Jupiter i sentrum, der summen av de tre kreftene alltid er rettet mot Jupiter. Mer generelt er det sfæren rundt et sekundærlegeme i en bane rundt et primærlegeme hvor nettokraften er en sentripetalkraft rettet mot sekundærlegemet. Dermed beskriver Hill-sfæren i vårt eksempel den ytre grensen der et enda mindre objekt, eksempelvis en måne eller en kunstig satellitt, kan befinne seg i en stabil omløpsbane rundt Jupiter, snarer enn at bare havne i en egen elliptisk bane rundt Solen.

Hill-sfæren strekker seg mellom lagrange-punktene L1 og L2 som ligger langs linjen gjennom de to legemenes sentrum. Regionen av gravitasjonell dominans for det andre legemet er minst i den retningen og fungerer dermed som den begrensende faktroen for størrelsen på Hill-sfæren. Utenfor denne avstanden vil et tredje objekt i en bane rundt det andre (for eksempel Jupiter) tilbringe i det minste en del av sin omløpsbane utenfor Hill-sfæren og ville suksessivt forstyrres av tidevannskreftene fra det sentrale objektet (for eksempel Solen) og etterhvert legge seg i en bane direkte rundt dette.

Roche-sfæren bør ikke forveksles med Roche-lobe og Roche-grensen som også ble beskrevet av Roche. Roche-grensen er den avstanden hvor et objekt som holdes sammen kun av tyngdekraften begynner å gå i oppløsning på grunn av tidevannskrefter. Roche-lobe beskrive de grensene hvor et objekt i bane rundt to objekter vil bli fanget av det ene eller det andre.

Andre språk
svenska: Hillsfär
Afrikaans: Hill-sfeer
العربية: نطاق هيل
čeština: Hillova sféra
Deutsch: Hill-Sphäre
Ελληνικά: Σφαίρα Χιλ
English: Hill sphere
español: Esfera de Hill
français: Sphère de Hill
한국어: 힐 권
Հայերեն: Հիլլի գունդ
italiano: Sfera di Hill
Lëtzebuergesch: Hill-Sphär
Bahasa Melayu: Sfera Hill
日本語: ヒル球
پنجابی: ہل جؤہ
Plattdüütsch: Hill-Sphäär
polski: Strefa Hilla
português: Esfera de Hill
română: Sfera lui Hill
русский: Сфера Хилла
slovenščina: Hillova krogla
српски / srpski: Хил сфера
srpskohrvatski / српскохрватски: Hill sfera
українська: Сфера Гілла
中文: 希爾球