최종 업데이트: 2026-06-16

로슈 한계

중력이 위성을 뭉쳐 두지만, 위성이 공전하는 행성의 같은 중력은 위성을 떼어 놓으려 한다. 위성의 가까운 쪽은 먼 쪽보다 더 강한 인력을 받으며, 이 차이 — 조석력 — 가 위성을 늘인다. 로슈 한계는 조석에 의한 늘어남이 마침내 위성 자신의 자체 중력을 압도하는 거리이다. 그 안으로 들어서면, 오직 중력으로만 뭉쳐 있는 천체는 잔해로 찢긴다.

강체 위성에 대해 한계는 다음과 같다:

$d = R\left(\frac{2\rho_p}{\rho_s}\right)^{1/3}$

여기서 $R$은 중심(주) 천체의 반지름, $\rho_p$는 그 밀도, $\rho_s$는 위성의 밀도이다. 놀랍게도 위성의 크기는 완전히 사라진다. 밀도들과 중심 천체의 반지름만이 중요하다.

계산 예시

지구(반지름 6,371 km, $\rho_p = 5{,}514\ \text{kg/m}^3$)와 달 같은 위성($\rho_s = 3{,}344\ \text{kg/m}^3$)을 살펴보자:

$d = 6{,}371 \times \left(\frac{2 \times 5{,}514}{3{,}344}\right)^{1/3} = 6{,}371 \times 1.49 \approx 9{,}480\ \text{km}$

달은 약 384,000 km — 약 40배 더 먼 거리 — 에서 공전하므로 찢길 위험이 전혀 없다.

강체와 유체

위의 공식은 위성이 부서지는 순간까지 강체로 남는다고 가정한다. 중력으로 뭉쳐 있는 실제 위성은 유체에 더 가깝게 행동한다. 행성에 가까워지면 길쭉한 모양으로 변형되어 더 쉽게 무너진다. 유체 로슈 한계는 강체보다 약 1.9배 더 크다. 따라서 느슨하게 묶인 천체의 실제 붕괴 거리는 천체의 강도와 내부 구조에 따라 강체 결과와 그것의 약 두 배 사이 어딘가에 있다.

위성이 아니라 고리

로슈 한계는 태양계에서 가장 아름다운 특징 중 하나인 행성 고리를 설명한다. 토성, 목성, 천왕성, 해왕성의 고리는 모두 각 행성의 로슈 한계 안에 있다. 이 영역 안에서는 조석력이 수많은 얼음과 암석 입자가 하나의 위성으로 뭉치는 것을 막으므로, 잔해가 원반으로 퍼진 채 남는다. 한계 너머에서는 같은 물질이 서서히 뭉쳐 위성이 된다. 너무 가까이 다가온 혜성이나 소행성 — 1992년 목성에서 슈메이커–레비 9 혜성이 그랬듯이 — 도 마찬가지로 일렬의 조각으로 찢길 수 있다.