Yorp-Effekt

Viola Hofer April 6, 2016 Y 0 0
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Der Yorp-Effekt oder YORP Effekt für kurze, ist ein zweiter Ordnung Variation des Yarkovsky Effekt, der die Drehgeschwindigkeit eines kleinen Körper verändert. Der Begriff wurde von David P. Rubincam im Jahr 2000 geprägt.

Im 19. Jahrhundert erkannte Ivan Yarkovsky, dass die Infrarotstrahlung der Flucht aus einem Körper von der Sonne erwärmt entführt Dynamik sowie Wärme. Übersetzt in die moderne Physik, trägt jedes Photon escaping einen Impuls p = E / c, wobei E seine Energie und c die Lichtgeschwindigkeit. Radzievskii angewandt auf die Idee, um die Drehung der Grundlage von Änderungen der Albedo und Paddack und O'Keefe erkannte, dass Form war eine viel wirksamere Mittel zur Veränderung eines Körpers Spinrate. Paddack und Rhee vorgeschlagen, dass die YORP Effekt kann die Ursache für Dreh Platzen und späteren Unterbindung aus dem Sonnensystem von kleinen asymmetrischen Objekte sein.

Beobachtungen

Im Jahr 2007 gab es direkte Beobachtungs Bestätigung der YORP Wirkung auf die kleinen Asteroiden 54.509 YORP und 1862 Apollo. Der Spin-Rate von 54.509 YORP wird in nur 600.000 Jahre zu verdoppeln und die YORP Effekt kann auch die axiale Neigung und Präzession Rate zu verändern, so dass die gesamte Suite von YORP Phänomene Asteroiden in interessante Resonanzspinzustände zu schicken, und hilft, die Existenz zu erklären binären Asteroiden.

Beobachtungen zeigen, dass Asteroiden, die größer als 125 km im Durchmesser haben Drehraten, die eine Maxwellhäufigkeitsverteilung folgen, während kleinere Asteroiden zeigen einen geringen Überschuss an schnellen Rotatoren. Die kleinsten Asteroiden zeigen einen deutlichen Überschuss von sehr schnellen und langsamen Drehgeräte, und dies wird noch ausgeprägter als kleinere Populationen gemessen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine oder mehrere größenabhängigen Mechanismen entvölkernd das Zentrum des Spinrate Verteilung zugunsten der Extremen. Die YORP Effekt ist ein heißer Kandidat. Es ist nicht in der Lage zu einer erheblichen Änderung der Spinraten von großen asteroids von selbst, so dass eine andere Erklärung ist für Gegenstände wie Mathilde 253 gesucht werden.

Ende 2013 Asteroiden P / 2013 R3 wurde beobachtet, auseinander zu brechen, vielleicht wegen der YORP Wirkung.

Beispiel

Angenommen, eine rotierende kugelförmige Asteroiden hat zwei Keile zu seinem Äquator befestigt. Die Reaktionskraft von Photonen vom jedem Oberflächenelement der Kugel wird senkrecht zu der Oberfläche, so daß kein Drehmoment erzeugt werden. Energie aus der Keile zurückgestrahlt, jedoch kann ein Drehmoment zu erzeugen, da die Keilflächen nicht parallel zu der Oberfläche der Kugel. Ein Objekt mit einem gewissen "Windmühle" Asymmetrie kann daher winzige Drehmoment Kräfte, die dazu neigen, es zu drehen nach oben oder unten sowie sicherzustellen, dessen Drehachse Präzession unterzogen werden.

Beachten, dass die Wirkung YORP Null für einen rotierenden Ellipsoiden, wenn es keine Unregelmäßigkeiten in der Oberflächentemperatur oder der Albedo.

Auf lange Sicht kann das Objekt ändern Schiefe und Drehrate nach dem Zufallsprinzip zu wandern, chaotisch oder regelmäßig, abhängig von mehreren Faktoren. Zum Beispiel, vorausgesetzt, die Sonne bleibt an seinem Äquator, Asteroid 951 Gaspra, mit einem Radius von 6 km und eine große Halbachse von 2,21 AU, würde in 240 Ma gehen von einer Drehzeit von 12 h bis 6 h und umgekehrt. Wenn 243 Ida wurden die gleichen Radius und Orbit-Werte als Gaspra gegeben, wäre es doppelt so schnell drehen nach oben oder unten, während ein Körper mit Phobos 'Form würden mehrere Milliarden Jahre dauern, bis sein Spin um den gleichen Betrag zu ändern.

Größe sowie Form beeinflusst die Stärke des Effekts. Kleinere Objekte werden sehr viel schneller drehen nach oben oder unten. Wenn Gaspra kleiner waren um den Faktor 10, wird seine Spin halbieren oder Doppel in wenigen Millionen Jahren. In ähnlicher Weise verstärkt die YORP Wirkung für Objekte näher an der Sonne Bei 1 AU, würde Gaspra verdoppeln / halbieren ihre Spin-Rate in nur 100.000 Jahre. Nach einer Million Jahren kann seine Periode auf ~ 2 h schrumpfen, an welcher Stelle es könnte beginnen, auseinander zu brechen.

Dies ist ein Mechanismus, durch den binären Asteroiden bilden können, und es kann häufiger als Kollisionen und Planetennahe Begegnung Gezeitenstörungen als primäres Mittel der binären Bildung sein.

Asteroid wurde später 54.509 YORP, ihren Teil in der Bestätigung dieses Phänomens zu ehren.

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