YORP效應（YORP效應）

簡介

YORP效應全稱“Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack effect”，是根據(jù)4名提出該理論的科學家命名的。

YORP效應是亞爾科夫斯基效應的二階變化，它能夠加快或減緩天體的自轉(zhuǎn)速率率（如小行星）。這個項目是大衛(wèi)·魯賓侃博士在2000年新創(chuàng)的。

在19世紀，伊凡·亞爾科夫斯基意識到天體受到太陽加熱之后會以紅外線的形式帶走動量和熱。轉(zhuǎn)換成現(xiàn)代物理學的說法，每個光子逃逸時會帶走一些動量p = E/c，此處E（=hν）是它的能量，c是光速。Radzievskii應用基于自轉(zhuǎn)速率受到反照率影響的想法，以及Paddack和O'Keefe意識到形狀對自轉(zhuǎn)速率改變的效果更大。Paddack和Rhee建議YORP效應可能會造成非對稱的太陽系小天體旋轉(zhuǎn)的突然變化和消除。

原理

當陽光照到小行星上后，小行星吸收了太陽能，然后，它再將陽光反射回太空。因為小行星不是規(guī)則球體，小行星的部分表面就會創(chuàng)造出一種推力，從而改變了它的旋轉(zhuǎn)軌道。根據(jù)它的確切形狀，整個行星表面的作用力就會產(chǎn)生一個凈力矩，在凈力矩的牽引下，行星的旋轉(zhuǎn)周期就慢慢發(fā)生改變，形成一個完整的旋轉(zhuǎn)軌道。

觀測

小行星

在火星和木星之間擁擠的小行星帶，YORP效應對小行星的軌道改變起著一定作用，包括在引力作用下，它們到達行星交叉軌道。

在引力的作用下，體積較大的小行星“1862阿波羅”旋轉(zhuǎn)速度會越來越快，最后，可能會分裂成兩半。

同時YORP效應還影響到軸向傾角的感變和進動速率，所以整個的YORP現(xiàn)象可以造成有趣的小行星自發(fā)性共振，和有助于解釋雙小行星的存在。

觀測顯示直徑大于125公里的小行星，其自轉(zhuǎn)遵循麥克斯韋頻率分布旋轉(zhuǎn)率，而較小的小行星（直徑在50-125公里大?。╋@示有過度快速的旋轉(zhuǎn)。最小的小行星（大小在50公里以下的）明顯的出現(xiàn)過剩的非?？焖傩D(zhuǎn)和慢速的轉(zhuǎn)動，而在測量過的的小行星越小的這種現(xiàn)象越明顯。這種結果表明有一種或多種與大小有關的機制在消除極端支持的自旋中心分布。YORP效應是主要的候選者。對于改變較大小行星本身自轉(zhuǎn)速率的影響較不顯著。

例子

假設一顆自轉(zhuǎn)的球型小行星在赤道上有兩個契型物。從給定的表面元素上任何地點離開的光子，它的作用力總是垂直于該曲面，所以沒有力矩的產(chǎn)生。因為契形的表面不平行于求的表面，來自契形的能量再輻射，依然可以產(chǎn)生力矩。一個具有“風車”不對稱的物體可以再為不足道的力矩下產(chǎn)生向上或向下的自旋，以即對自轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生旋進。

如果一個轉(zhuǎn)動的橢球體在表面沒有任何不規(guī)則的溫度或反照率，YORP效應對它不會產(chǎn)生任何作用。

在長時間，物體將改變傾角和轉(zhuǎn)動速率，可能是隨機漂移、渾沌或規(guī)則的，這取決于好幾個因素。例如，假設太陽仍保留在赤道上，小行星（951）?Gaspra，直徑大約6公里和半長軸2.21AU，自轉(zhuǎn)周期將在2億4000萬年中從12小時成為6小時。如果（243）Ida有著和（951）Gaspra相同的半徑和軌道值，它的旋轉(zhuǎn)也將向下或向上加速兩倍；而有著Phobos形狀的天體，將花費數(shù)十億年改變相同程度的自轉(zhuǎn)變化。

大小和形狀會影響這種效應的量。越小的天體加速或減速的效果越快。如果（951）Gaspra縮小成十分之一（成為半徑500米），只要數(shù)百萬年它的自轉(zhuǎn)速率就可以減半或加倍。同樣的，YORP效應也會因為天體靠近太陽而加劇。在1AU，（951）Gaspra只要10萬年轉(zhuǎn)速就可以加倍或減半。在一百萬年后，它的周期將縮減至大約2小時，在這種情況下它將會開始分裂。

這可能是雙小行星形成的一種機制，并且可能比碰撞和與過度接近行星遭遇潮汐破壞，還更為主要的成為雙小行星的手段。

小行星2000?PH5后被命名為（54509）?YORP以紀念它確認了這種現(xiàn)象的一部分。^[1]