蘇梅克列維9號彗星

蘇梅克列維9號彗星是從小行星帶進入太陽系內部的週期性彗星，1993年3月24日美國天文學家尤金和卡羅琳·蘇梅克夫婦、天文愛好者大衛·利維在加州帕洛瑪天文臺發現了這顆彗星，這也是他們發現的第九個彗星，因此被命名為蘇梅克-列維九號彗星。

我們知道大部分的彗星都是圍繞太陽進行公轉，但是蘇梅克列維9號彗星是圍繞木星進行公轉，其公轉週期約為兩年，軌道形狀為離心率0.998的橢圓形軌道。由於蘇梅克列維9號彗星來自於小行星帶，科學家推測在被木星捕獲之前，它是一個圍繞太陽公轉的短週期彗星，其遠日點位於木星軌道附近，在上世紀七十年代或者更早期的時候，蘇梅克列維9號彗星被木星捕獲。科學家通過計算機分析認為，在1992年7月7日蘇梅克列維9號彗星極度靠近木星，二者之間的距離約為四萬公里，而木星的半徑則有七萬公里，科學家推測，由於此時該彗星已經進入木星的洛希極限之內，由於巨大的潮汐力作用，這次靠近使蘇梅克列維9號彗星分裂成21個碎塊，其體積長度從數百米到數千米之間。

1994年7月16日這21個彗星碎塊以每小時21萬公里的速度陸續撞向木星的南半球，這次彗木相撞所釋放的能量高達上萬億噸TNT當量，在木星表面留下了比地球直徑還長的撞擊痕跡，這也是人類首次直接觀測太陽系的天體撞擊事件。

蘇梅克列維9號彗星為什麼會被撕碎

通過上文我們知道蘇梅克列維9號彗星是在潮汐力的作用下分崩離析的，那麼什麼是潮汐力呢？潮汐力其實是一種引力差，在地球上它會引起潮汐的起伏變化，而本質上它是由於天體表面不同位置與另一個天體（引力源）距離不同造成的，由萬有引力定律可知，物體距離越近二者這就的引力越強，反之越弱。

我們知道天體的形成可以看做是在引力的作用下各種物質塌縮凝聚成整體的過程，當天體不同位置受到的引力差值大於這種“凝聚力”時，那麼天體就會分崩離析。我們假設蘇梅克列維9號彗星為球形，其面向木星的一側與另一側受到的引力大小是不同的，當其超過二者的洛希極限後，彗星面向木星的一側與另一側受到的引力差值就會大於彗星的重力，在這種情況下蘇梅克列維9號彗星就被撕碎了。

再來說說洛希極限，洛希極限可以認為是兩個天體之間在潮汐力的作用下，較小天體不被撕碎的極限值，在極限值上時較小天體的重力等於較大天體施加的潮汐力。一旦超過洛希極限，小天體在潮汐力的作用下會分崩離析，從而轉變為大天體的環，土星環與木星環的形成都和其有關，如果洛希極限小於大天體的半徑值，那麼小天體在撞上大天體前是不會解體的。我們知道天體的形成是由於引力的存在，密度越大的天體其引力也會越大，因此洛希極限與天體的密度有關，下圖為洛希極限的計算公式：

洛希極限分為剛體極限與流體極限，這是因為天體中除了重力存在外，還有摩擦力、化學鍵、粘結度等影響，通常而言天體既不是純剛體也不是純流體，以地球為例，在實際處理中，我們可以把大氣、海洋等按照流體洛希極限計算，而岩石部分可以按照剛體洛希極限計算，因此在電影《流浪地球》中，地球的大氣層最先解體被木星捕獲，按照公式推算，接下來要被木星吸走就是海洋了。