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Yarkovsky effect 及 YORP effect (小行星)

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發表於 2010-4-21 01:04:03 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 mca 於 2010-4-21 02:12 編輯

記得小時候老師做過像圖一的示範,用強光照射玻璃球,向光面受熱後,車葉便轉動起來,証明光有動能使輕盈的物體自轉。

         圖一
         


在太陽系中,陽光對天體也有類似的作用,最明顯是彗星的塵尾巴,它受到陽光壓力只好永遠背向太陽,另一例子是小行星的軌道及自轉變化,不過這些變化量甚輕微,短期內不易察覺,所以要遲至近年才從觀測得到証實。陽光使小天體軌道變化的概念源自十九世紀俄國人 Yarkovsky,因此這種軌道變化被稱為 Yarkovsky effect (雅可夫斯基效應),到了二十世紀中期 O'Keefe、Radzievskii、Paddack 三人又引用 Yarkovsky 的概念來研究小行星的自轉變化,因此這種自轉變化亦被稱為 YORP effect (YORP 是四人姓氏之字首)。

         圖二
         


YORP effect 以一百公里以下的小行星較為明顯,它們並非球體,形狀似馬鈐薯,當受光面吸收太陽輻射後再轉為背面時,小行星會再輻射把部份吸收能量回饋至外太空,但由於星體表面凹凸不一致,左右兩邊的再輻射力度 (力距) 無法平衡起來,結果改變了小行星的自轉速度。自轉可以變快或變慢,視乎原本的自轉方向而定,如果是順自轉 (與公轉同一方向),自轉步伐通常是加快的,逆自轉則減慢。

小行星的自轉改變其實也導致它的角動量,自轉軸、公轉軌道半徑 (太陽距離)、公轉周期等等的改變,所以 YORP effect 和 Yarkovsky effect 都是唇齒相依的孖兄弟,家長就是陽光,儘管自轉和軌道的改變十分緩慢,久而久之兩者的累積變化量必定十分可觀,有些研究更認為,小行星像鬆散的碎石堆 (rubble pile),只靠微弱引力聚合而成,當小行星長期受陽光照射而自轉加快至某程度時,一部份的碎石便脫離引力束縛成為小行星的衛星,或以互繞的雙星形式出現,說陽光是小行星演化的 “催化劑” 亦不為過。

參考:
Yarkovsky effect  http://en.wikipedia.org/wiki/Yarkovsky_effect

YORP effect  http://en.wikipedia.org/wiki/Yar ... skii-Paddack_effect

Solar-powered asteroids  http://scitizen.com/cosmology/so ... eroids_a-8-459.html

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