Кіріспе

Екілік жүйедегі жұлдыздың айналасындағы гравитациялық байланысқан аймақ. Астрономияда Рош доласы – екілік жүйедегі жұлдыздың айналасындағы, айналып өтетін материал сол жұлдызға гравитациялық тұрғыдан байланысқан аймақ. Бұл шамамен тамшы тәрізді пішіндес аймақ, сыни гравитациялық эквипотенциалмен шектелген, тамшының ұшы басқа жұлдызға қарай бағытталған (ұшы жүйенің Лагранж нүктесінде орналасқан). Рош доласы Рош сферасынан өзгеше, ол бір астрономиялық дененің гравитациялық ықпал ету сферасын, оны орбитада айналып өтетін әлдеқайда массивті дене бұзып жатқан жағдайда сипаттайды. Сондай-ақ ол Рош шегінен де ерекшеленеді, ол – тек гравитациямен байланысқан дененің тасқын күштері салдарынан ыдыра бастайтын қашықтығы. Рош доласы, Рош шегі және Рош сферасы француз астрономы Эдуард Роштің құрметіне аталған.

Анықтама

Дөңгелек орбитасы бар екілік жүйеде, жүйені нысандармен бірге айналатын координаттар жүйесінде сипаттау көбінесе тиімді. Бұл инерциялық емес жүйеде гравитацияға қоса центробегті күшті де ескеру қажет. Екеуін де потенциал арқылы сипаттауға болады, мысалы, жұлдыз беттері эквипотенциалдық беттер бойында орналасады. Әр жұлдызға жақын, тең гравитациялық потенциал беттері шамамен шар тәрізді және жақын жұлдызға концентрлі болады. Жұлдыздық жүйеден алшақтағанда эквипотенциалдар шамамен эллипсоидты және жұлдыз орталықтарын қосатын өскіге параллель созылады. Критикалық эквипотенциал жүйенің Лагранж нүктесінде өзін-өзі қиып, әрбір жапырағының ортасында екі жұлдыздың бірі орналасқан сегіз пішіндес екі жапырақты фигураны құрайды. Бұл критиктік эквипотенциал Рош лобтарын анықтайды. Егер материя айналатын жүйеге қатысты қозалса, оған Кориолис күші әсер ететіндей болады. Бұл Рош лобтары моделінен туындамайды, себебі Кориолис күші консервативті емес күш (яғни, скалярлық потенциалмен бейнеленбейді).

Қосымша талдау

Гравитациялық потенциал графигінде L1, L2, L3, L4, L5 жүйемен синхронды айналады. Қызыл, қызғылт, сары, жасыл, ашық көк және көк түстер аймақтары жоғарыдан төменге дейінгі потенциалдар тізімі болып табылады. Қызыл жебелер жүйенің айналуын, ал қара жебелер – қалдықтардың салыстырмалы қозғалысын көрсетеді. Қалдықтар төменгі потенциал аймағында жылдам, ал жоғары потенциал аймағында баяу қозғалады. Сондықтан, төменгі орбитадағы қалдықтардың салыстырмалы қозғалысы жүйенің айналу бағытымен бірдей, ал жоғары орбитада – кері бағытта болады. L1 – гравитациялық тұтқындау тепе-теңдік нүктесі. Бұл екі жұлдыздық жүйенің гравитациялық бөліну нүктесі. L1, L2, L3, L4 және L5 арасындағы ең төменгі потенциалдық тепе-теңдік болып табылады. Қалдықтардың Хилл сферасы (көк және ашық көк түстегі ішкі шеңбер) мен ортақ гравитациялық аймақтар (ішкі жағында сары және жасыл түстегі сегіздіктер) арасында оңай қозғалуға мүмкіндік береді. L2 және L3 – гравитациялық бұзылыс тепе-теңдік нүктелері. Осы екі тепе-теңдік нүктесі арқылы өтіп, қалдықтар сыртқы аймақ (сыртқы жағында сары және жасыл түстегі сегіздіктер) пен екі жұлдыздық жүйенің ортақ гравитациялық аймағы арасында қозғала алады. L4 және L5 – жүйедегі ең жоғары потенциалдық нүктелер. Олар тұрақсыз тепе-теңдік. Егер екі жұлдыздың масса қатынамы артатын болса, онда қызғылт, сары және жасыл аймақтар ат тұмсығы орбитасына, ал қызыл аймақ – түйеқұйрық орбитасына айналады.

Массалық ауысу

Жұлдыз "өлшемі Роше доңғалағынан асып кеткенде", оның беті Роше доңғалағының шегінен шығып, Роше доңғалағынан тыс қалған материал бірінші Лагранж нүктесі арқылы екінші дененің Роше доңғалағына "құлап" түсуі мүмкін. Екілік жұлдыздар эволюциясында бұл Роше доңғалағы арқылы масса алмасуы деп аталады. Теориялық тұрғыда, масса алмасуы дененің толық ыдырауына алып келуі мүмкін, себебі дененің массасының азаюы оның Роше доңғалағының көлемін кішірейтеді. Дегенмен, мұндай жағдайдың орын алмауына бірнеше себеп бар. Біріншіден, донор жұлдыздың массасының азаюы донор жұлдыздың да кішіреюіне әкелуі мүмкін, бұл ыдыраудың алдын алуға көмектеседі. Екіншіден, екі екілік құрамбөлік арасындағы масса алмасуымен бірге бұрыштық импульс та алмасады. Көп массалы донордан аз массалы аккреторға масса алмасуы көбінесе орбитаның кішіреюіне алып келсе, керісінше – орбитаның кеңеюіне себеп болады (масса мен бұрыштық импульс сақталады деген ережеге сүйенсек). Екілік орбитаның кеңеюі донордың Роше доңғалағының азайған немесе тіпті кеңейген болуына әкеледі, бұл көбінесе донордың жойылуына жол бермейді. Масса алмасуының тұрақтылығын, демек донор жұлдызының болашақ тағдырын анықтау үшін, донор жұлдызының радиусы мен оның Роше доңғалағының масса жоғалтуға қалай реакция жасайтынын ескеру қажет; егер жұлдыз Роше доңғалағынан жылдам кеңейсе немесе Роше доңғалағынан баяу кішірейсе, масса алмасуы тұрақсыз болады және донор жұлдызы ыдырауы мүмкін. Егер донор жұлдыз Роше доңғалағынан баяу кеңейсе немесе жылдам кішірейсе, масса алмасуы көбінесе тұрақты болады және ұзақ уақытқа созылуы мүмкін. Роше доңғалағы арқылы ағып кету нәтижесінде болатын масса алмасуы бірқатар астрономиялық құбылыстарға жауапты, олардың ішінде Алгол жүйелері, қайталамалы жаңа жұлдыздар (қызыл алып жұлдыз бен ақ ергештен тұратын және материал қызыл алып жұлдыздан ақ ергешке құйылатын екі жұлдыз жүйесі), рентгендік екі жұлдыздар және миллисекундтық пульсарлар бар. Мұндай Роше доңғалағы арқылы болатын масса алмасуы (RLOF) үш ерекше жағдайға бөлінеді:

А жағдайы

А РЛОФ жағдайы донор жұлдызы сутекті жағғанда туындайды. Нельсон мен Эгглтонның сөздері бойынша, төменде бірнеше субкластар келтірілген:

АД динамикалық

Жұлдызда РЛОЖ (Жұлдыздың Рош лобисінен шығуы) терең конвекциялық аймағы болғанда орын алады. Масса алмасу жұлдыздың динамикалық уақыт өлшемі бойынша жылдам жүреді және толыққанды бірігуге әкелуі мүмкін.

АР жылдам байланыс

А.Д. сияқты, бірақ материя жылдам жинақталатын жұлдыз масса жинаған сайын, ол өзінің Рош бөлігіне (Roche lobe) жететіндей физикалық өлшемге ие болады. Осындай кезде жүйе, W Үлкен Арыстан (W Ursae Majoris) жұлдызы сияқты, жанасқан екі жұлдыздан тұратын айнымалы жұлдыз ретінде көрінеді.

AS баяу байланыс

AR-ға ұқсас, бірақ тек қысқа мерзімдік жылдам масса алмасуы болады, содан кейін әлдеқайда ұзаққа созылатын баяу масса алмасуы жүреді. Әрі қарай жұлдыздар біріне-бірі тиіседі, бірақ олар бұл кезде маңызды өзгерістерге ұшырайды. Алголь типтес жұлдыздары осындай жағдайлардың нәтижесінде пайда болады.

AE ерте басып өту

AS-ке ұқсас, бірақ масса жинаған жұлдыз, массасын жоғалтқан жұлдыздан озып, негізгі тізбектен шығып кетеді. Донор жұлдыз масса беруді тоқтату үшін қатты кішірейе алады, бірақ жұлдыздық эволюция жалғасқанда, масса беру қайта басталады, соның нәтижесінде осындай жағдайлар туындайды.

АЛ кешіктіріп басып өту

бастапқыда донор болған жұлдыз, екінші жұлдыз өзінің RLOF кезеңін бастан өткеннен кейін, суперноваға ұшыраған жағдай.

AB қос сандық

жұлдыздардың кем дегенде үш рет RLOF-қа ұшырау кезегін бір-бірімен алмастыратын жағдай (техникалық тұрғыдан алғанда, жоғарыда айтылғанның кіші тобы).

ААААААААААААААААААААААААААА

бастапқыда донор болған жұлдыз, екінші жұлдыз RLOF фазасына жетер алдында суперноваға ұшырайтын жағдай.

АГ гиганты

Массаның ауысуы жұлдыз қызыл алып тармағына жеткенше басталмайды, бірақ сутегі өзегі толық сарпаланбағанша (одан кейін жүйе В санаты деп сипатталады).

Б жағдайы

B жағдай RLOF донор ядродағы сутекті жағу немесе сутек қабығын жағу кезеңінде болған кезде басталады. Бұл жағдайды Br және Bc кластарына бөлуге болады: масса сәулелену аймағы басым жұлдыздан ауысқанда (Br), бұл көптеген A жағдай RLOF сияқты дамиды, немесе конвекциялық аймақтан (Bc) ауысқанда, содан кейін ортақ қабық фазасы пайда болуы мүмкін (C жағдайына ұқсас). Жағдайларды Ba, Bb және Bc деп бөлудің тағы бір тәсілі бар, олар гелийдің бірігуі кезінде, гелий бітісінен кейін, бірақ көміртектің бірігуінен бұрын, немесе өте дамыған жұлдызда көміртектің бірігуінен кейін болатын RLOF фазаларына сәйкес келеді.

C іс

C жағдай - донор гелий қабығын жағу фазасында не одан кейін RLOF басталғанда пайда болады. Мұндай жүйелер ең сирек кездеседі, бірақ бұл байқау қателігінен болуы мүмкін.