小惑星に対するヤルコフスキー効果の影響

画像の説明: 小惑星の表面に対するヤルコフスキー効果の影響を描いたイラスト。太陽光の吸収領域と、ヤルコフスキー効果によるわずかな推力を生み出す非対称の熱再放射が観察されます。ソース ：Astronooあい。

太陽エネルギーと小惑星

L'太陽エネルギーを通じて小惑星に大きな影響を与えるヤルコフスキー効果これにより、軌道と回転が変更されます。 ヤルコフスキー効果は、小惑星による太陽光の吸収と熱としての再放出による非重力力です。

小惑星が太陽にさらされると、その表面は太陽エネルギーを吸収します。 それ自体が回転することにより、このエネルギーが赤外線の形で再放射され、弱い推力が生じます。 この推力により、小惑星の軌道は非常にゆっくりと変化します。

影響は小惑星の大きさ、形、回転、構成によって異なります。小さな小惑星 (< 10 km) の場合、この影響は数百万年の時間スケールで軌道に測定可能な変化を引き起こす可能性があります。ヤルコフスキー効果は、それらを太陽に近づけたり、太陽から遠ざけたりして、その軌道と軌道の安定性を変える可能性があります。

アポフィスに対するヤルコフスキー効果

ヤルコフスキー効果は、地球に衝突する危険性が無視できない小惑星アポフィス (直径 370 m) に非常に弱いですが一定の力を及ぼします。この非重力力は、短期的には目に見えませんが、時間の経過とともに軌道シフトを引き起こす可能性があります。

現在の推定では、ヤルコフスキー効果は数千年の期間にわたって数百キロメートルの軌道の変動を引き起こす可能性があることを示しています。これは、他の重力に比べて影響の大きさが小さいように見えても、長い時間スケールでは重大になることを意味します。

ヤルコフスキー効果によるアポフィスの軌道の変化は、地球への潜在的な衝突の予測精度の向上に貢献します。

なぜ太陽照射により小惑星の回転が変化するのでしょうか?

YORP (Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack) 効果は、太陽照射と熱再放射によって小惑星の回転と方向が変化するヤルコフスキー効果の拡張です。

小惑星の形状の不規則性（クレーター、突起など）は、熱の再放出に非対称性を引き起こします。この非対称性により、小惑星の回転を加速または減速するトルクが発生します。場合によっては、小惑星が臨界回転速度に達すると分裂が起こる可能性があります。

小さな小惑星 (< 10 km) はこの影響をより受けやすく、回転軸が傾いたり、破片が発生したりする可能性があります。この効果は、地球近傍小惑星 (NEA) の長期的な進化において重要な役割を果たします。

太陽エネルギーに関連するその他の影響

揮発性物質の昇華:氷を含む小惑星 (特に炭素が豊富な小惑星) は、太陽熱の影響でガスを放出することがあります。この昇華によってジェットが生成され、その軌道や回転が変更される可能性があります。これは彗星で観察されるのと同様のメカニズムです。

熱による変化:太陽照射による加熱/冷却サイクルにより、表面の岩石に熱破壊が発生します。このプロセスは小惑星の分裂に寄与し、破片やレゴリスが生成されます。

天体物理学的影響

小惑星個体数の変化:ヤルコフスキー効果は、小惑星を惑星（木星や地球など）と「重力共鳴」させ、そこから小惑星を太陽系から放出したり、地球に向けたりすることができます。

小惑星族の形成:YORP 効果は小惑星の断片化を促進し、小惑星ファミリーや小天体の形成に寄与します。

地球に衝突するリスク:これらの効果は、地球近傍の小惑星の軌道を予測するために不可欠です。これらの力を無視すると、予測モデルに誤差が生じる可能性があります。

影響の大きさ

ヤルコフスキー効果:バリエーションは10種類くらい^-4N (小惑星の場合、1 km) は、100万年で数百キロメートルの軌道変位を引き起こす可能性があります。

YORP効果:回転速度の変化は通常 10 のオーダーです^-8rad/s/年ですが、重大な影響は数百万年にわたって蓄積される可能性があります。

要約すれば

太陽エネルギーは、小惑星の動的進化において主要な役割を果たします。ヤルコフスキー効果と YORP 効果は、その軌道、回転、さらには構造に影響を与えます。これらのメカニズムは、太陽系における小惑星の進化を理解し、地球への衝突のリスクを評価するために重要です。