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Lobe et surface de Roche (Les transferts de matière dans les sytèmes binaires). - Les notions de lobe et de surface de Roche, du nom d'Edouard Albert Roche qui les a élaborées, reposent en grande partie sur les travaux de Joseph Louis de Lagrange. Ce dernier, dans ces recherches de mécanique céleste, avait mis en évidence l'existence de points particuliers, dits points de Lagrange, situés dans le plan orbital d'un système composé de deux masses quelconques (deux planètes, aussi bien que deux étoiles, ou une étoile (le Soleil, par exemple), et une planète), autour desquels pourraient se maintenir en orbite stable un troisième corps de faible masse. L'un de ces points, baptisé L1, ou premier point de Lagrange, appartient à l'axe qui joint les deux astres principaux et se place au barycentre du système. Il correspond exactement au point où l'attraction gravitationnelle des deux objets s'équilibre. Édouard Roche, quand il s'est intéressé aux effets de l'attraction gravitationnelle cumulée de deux astres, a calculé pour sa part la forme des surfaces autour de chacun des astres (assimilés à des points) correspondant à un potentiel gravitationnel donné. Un point matériel de masse négligeable peut se déplacer une telle surface sans gain ou perte d'énergie. Autour d'une étoile isolée (ou d'un autre astre), ces surfaces équipotentielles seraient sphériques. Dans un système binaire, elles forment deux familles centrées sur chacun des astres et prennent une forme allongée, qui rappelle celle d'une poire. Il existe alors autour de chaque astre une surface spéciale, qui est celle qui est en contact au point L1 avec son homologue centré l'autre astre. On appelle cette critique la surface de Roche, et le volume qu'elle renferme, le lobe de Roche.
Dans le cas des étoiles doubles, le matériau de l'enveloppe d'une des composantes restera lié à cette étoile tant qu'il restera confiné à l'intérieur du lobe de Roche. Il s'en évadera, et pourra passer sous la coupe de l'autre étoile dès qu'il dépassera la surface critique. Situation que l'on s'attend à rencontrer, on l'a dit, au moment du gonflement en géante rouges, si les distances entre les deux composantes ne sont pas trop importantes.
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Dictionnaire cosmographique
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