希爾球

二體因重力互相繞行的等效位能的等位能圖,希爾球是分別環繞著這兩個大質量天體的圓型區域。

希爾球,又稱洛希球,粗略來說,是環繞在天體(像是行星)周圍的空间区域,那裡被它吸引的天體(像是衛星)受到它的控制,而不是被它繞行的較大天體(像是恆星)所控制。因此,行星若要能保留住衛星,則衛星的軌道必須在行星的希爾球內。同樣的,月球也會有它的希爾球,任何位於月球的希爾球內的天體將會成為月球的衛星,而不是地球的衛星。

更精確的說法,希爾球約為一個小天體在面對著一個大許多的天體的重力影響下,只會受到攝動影響的引力球範圍。這是美國天文學家喬治·威廉·希爾法國天文學家愛德華·洛希的工作為基礎所定義的,由於這個緣故,它有時也被稱為洛希球

為了說明,以考慮木星環繞著太陽為例,對太空中任何的點,可以計算下面三種力的總和:

  • 來自太陽的引力,
  • 來自木星的引力,
  • 在有著與木星相同頻率的點上,繞著太陽運轉的微粒所受到的離心力

木星的希爾球是以木星為中心,這三種力量的總和永遠都指向木星的最大的球。一般來說,它是圍繞在繞著主要天體的次要天體週圍的球形,在這個球形內的淨力是一個指向次要天體的向心力。因此,希爾球在我們的例子中是描述一顆小的天體,像是衛星或人造衛星可以在木星附近穩定的繞著木星運轉,而不會單純的進入橢圓軌道繞著太陽運轉的最大極限範圍。

在兩個天體中心的連線方向上,希爾球的邊界在拉格朗日點L1上,這也是次要天體的影響力最短的方向,限制了希爾球的大小。若超越了這個距離,第三個天體環繞著次要天體(此處以木星為例)的軌道就至少會有一部分逸出了希爾球,並且將會受到主要天體(此例中為太陽)漸增的潮汐力攝動,最後終將繞著後者運轉。

雖然都是與洛希有關的術語,但洛希球絕不能和洛希極限或是洛希瓣混淆在一起。洛希極限是僅由重力維繫的物體受到潮汐力作用開始被破壞的距離;洛希瓣描述的是一個環繞在兩個天體周圍的軌道,會造成這兩個天體競逐捕獲這個天體的距離界限。

其他语言
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
Հայերեն: Հիլլի գունդ
italiano: Sfera di Hill
日本語: ヒル球
한국어: 힐 권
Lëtzebuergesch: Hill-Sphär
Bahasa Melayu: Sfera Hill
Plattdüütsch: Hill-Sphäär
polski: Strefa Hilla
پنجابی: ہل جؤہ
português: Esfera de Hill
română: Sfera lui Hill
русский: Сфера Хилла
srpskohrvatski / српскохрватски: Hill sfera
slovenščina: Hillova krogla
српски / srpski: Хил сфера
svenska: Hillsfär
українська: Сфера Гілла