Hur det utvecklades

Yarkovsky-effekten fick sitt namn efter IO Yarkovsky, en ingenjör som spekulerade 1901 hur ett föremål som rör sig genom eter i rymden skulle påverkas av uppvärmningen av den ena sidan och kylningen av den andra. Solljus som träffar någonting värmer upp den ytan, och naturligtvis svalnar allting som värms upp. För små föremål kan denna värme som utstrålas vara av sådan koncentration att den faktiskt genererar en liten mängd drivkraft! Hans arbete var emellertid bristfällig eftersom han försökte göra sina beräkningar med eter av rymden, något vi nu vet är istället ett vakuum. År senare, 1951, återupptäckte EJ Opik verket och uppdaterade det med nuvarande astronomiska förståelser. Hans mål var att se hur effekten kunde användas för att skjuta ut banor i rymdobjekt i Asteroidbältet mot jorden. Andra forskare som O'Keefe, Radzievskii och Paddack lade till arbetet genom att notera att värmeströmmen från värmen som utstrålar kan orsaka skur av rotationsenergi och leda till ökade rotationer, ibland med upplösning som ett resultat. Och den utstrålade termiska energin skulle baseras på avståndet från solen eftersom det påverkade mängden optiskt ljus som påverkar vår yta. Denna rotationsinsikt uttryckt som ett vridmoment fick därför smeknamnet YORP-effekten baserat på de fyra forskarna bakom den (Vokrouhlicky, Lauretta).

Vad det påverkar

Yarkovsky-effekten känns av de mindre föremålen i universum som är mindre än 40 kilometer i diameter. Det här betyder inte att andra objekt inte känner det, men så långt det är att skapa mätbara rörelseskillnader är detta de modeller som visar skulle orsaka en märkbar effekt (över en rad miljoner till miljarder). Rymdssatelliter faller därför också under denna omfattning. Att mäta effekten har emellertid utmaningar inklusive att känna till albedo, rotationsaxel, yta oregelbundenheter, skuggade regioner, intern layout, objektets geometri, lutning till ekliptiken och avståndet från solen (Vokrouhlicky).

Men att känna till effekten har fått några intressanta konsekvenser. Den halva axeln, det elliptiska draget i objektets omloppsbana, kan driva ut om objektets snurr spolas ut eftersom objektets acceleration ökar mot rörelseriktningen (eftersom det är den del av snurret som har svalnat mest sedan det vetter mot solen ). Om retrograd kommer den halva axeln att minska, för accelerationen kommer att fungera med objektets vridning. Säsongsdrift (norrläge sommar mot söderläge vinter) orsakar halvkärlförändringar och förändras längs rotationsaxeln, vilket resulterar i centralt riktade accelerationer mot mitten, vilket orsakar bana att ruttna. Som vi ser är detta komplicerat! (Vokrouhlicky, Lauretta)

Bevis för Yarkovsky-effekten

Att försöka se effekterna av Yarkovsky-effekten kan vara utmanande med allt buller som våra data har samt möjligheten att effekten blir felaktig som en följd av något annat. Dessutom måste objektet i fråga vara av tillräckligt liten storlek för att effekten ska få tag men vara tillräckligt stor för att detektera. För att minimera dessa problem kan en lång datauppsättning hjälpa till att minska dessa slumpmässiga permutationer och förfinad utrustning kan hitta svåra objekt att se. En av de egenskaper som är unika för Yarkovsky-effekten är dess resultat på den halvmaxen, som den bara kan hänföras till. Det orsakar en drift i halvaxeln på cirka 0, 0012 AU varje miljon år, eller cirka 590 fot varje år, vilket gör precisionskritisk. Det första kandidatobjektet som upptäcktes var (6489) Golevka. Sedan detta har många andra upptäckts (Vokrouhlicky).

Golevka |

Bevis för YORP-effekten

Om det var utmanande att hitta Yarkovsky-effekten, är YORP-effekten ännu mer. Så många saker får andra saker att snurra, så att isolera YORP från resten kan vara svårt. Och det är svårare att upptäcka eftersom momentet är så litet. Och samma kriterier för storlek och placering från Yarkovsky-effekten gäller fortfarande. För att hjälpa till i denna sökning kan optiska data och radardata användas för att hitta Doppler-förskjutningar på vardera sidan av objektet för att bestämma rotationsmekaniken vid en given tidpunkt och med två olika våglängder som används ger oss bättre data att jämföra med (Vokrouhlicky).

Den första bekräftade asteroiden med YORP-effekten upptäckt var 2000 PH5, senare bytt namn till (54509) YORP (naturligtvis). Andra intressanta fall har upptäckts, inklusive P / 2013 R3. Det här var en asteroid som Hubble upptäckte för att flyga isär med 1 500 meter per timme. Till en början ansåg forskare att en kollision var ansvarig för uppbrottet men vektorerna matchade inte ett sådant scenario eller storleken på det skräp som sågs. Det var inte heller troligt att isar sublimerade och förlorade asteroidens strukturella integritet. Modeller visar att den troliga syndaren var YORP-effekten till det yttersta, vilket ökade rotationsgraden till punkten att bryta upp (Vokrouhlicky, Hubble, Lauretta).

Asteroiden Bennu, en framtida potentiell jordimpaktor, visar flera tecken på YORP-effekten. Till att börja med kan det ha varit en del av dess bildning. Simuleringar visar att YORP-effekten kunde ha orsakat asteroider att migrera utåt mot sina nuvarande positioner. Det gav också asteroiderna en föredragen snurraxel som har fått många att utveckla utbuktningar längs deras ekvatorer till följd av dessa vinkelmomentförändringar. Alla dessa saker har gjort att Bennu är av stort intresse för vetenskapen, därmed OSIRUS-REx-uppdraget att besöka och ta prov på det (Lauretta).

Och detta är bara ett urval av de kända applikationerna och resultaten av denna effekt. Med det har vår förståelse av universum ökat den extra lite mer. Eller drivs det framåt?

P / 2013 R3 |

Citerade verk

Hubble bevittnar en asteroid som på mystiskt sätt sönderfaller. Spacetelescope.org . Rymd- och teleskop, 06 mars 2014. Webb. 09 nov 2018.

Lauretta, Dante. The YORP Effect and Bennu. Planetary.org . Planetary Society, 11 december 2014. Webb. 12 november 2018.

Vokrouhlicky, David och William F. Bottke. Yarkovsky och YORP-effekter. Scholarpedia.org . Scholarpedia, 22 februari 2010. Web. 07 nov 2018.