ヤルコフスキー効果

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ヤルコフスキー効果(Yarkovsky effect)は天体からの熱放射の不均一が生じることにより、天体にモーメントが生じ、小天体の軌道が影響を受ける効果である。通常その影響が問題になるのは径が10cmから10kmまでの比較的小さい隕石や小惑星といった天体についてである。

ロシアの土木技術者、イワン・ヤルコフスキーによって見出された。ヤルコフスキーは余暇に科学の研究を行い、1900年頃に、研究を発表し、自転する小惑星などの天体の「1日」の熱放射の不均一によって生じる微小な力の積み重ねが長い時間がたつと、その小天体の軌道を変化させると主張した。ヤルコフスキーの主張は忘れられたが、エルンスト・エピックによって、太陽系内の隕石軌道の変化に重要である可能性が再検討された。

Yarkovsky effect:
1. 小天体からの熱放射
2. 順行回転の小惑星
2.1 小惑星の午後にあたる部分
3. 小惑星の軌道
4. 太陽からの熱放射

ヤルコフスキー効果は、小天体の表面が太陽によって暖められてから、熱線を放射して冷却するまでに時間が必要であることから生じる。自転する小惑星の、小惑星の「1日」の夜明けを迎える場所と、夕暮れを迎える部分を比較すると、夕暮れを迎える部分のほうが、すでに太陽によって暖められてきたので熱放射量が大きい。この熱放射の差が夜明けの部分の方向に微小な力を発生し、軌道を変化させる。自転と公転の方向が順行である場合、この力は軌道長半径を増加させる方向に働く。

太陽のまわりを、自転せずに公転のみする小天体のモデルではこの効果は公転速度を遅くする向きに働く。

ヤルコフスキー効果は1991年から2003年の間の12年間に、計測された。小惑星 (6489) ゴレブカの軌道を1991年、1995年、1999年にレーダーを使って精密計測し、予測値からのずれから15kmの軌道変動が計測された。

ヤルコフスキー効果は天体の大きさによって異なり、キロメーターサイズの小惑星では無視できる。ゴレブカの計測では力は約0.25Nと見積もられ、10-10 m/s2の加速度であった。

この力の予測は、天体の形状、表面の反射能のばらつき、表面の凹凸、自転軸の傾きなど多くの要因が影響するためにきわめて困難である。しかしながら地球に衝突する可能性のある小天体の軌道を変更するのに、表面を「塗装」して反射率をかえたり、太陽の光を小天体に集めて加熱するなど、ヤルコフスキー効果をつかって軌道を変更するというシナリオも考えうる。

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脚注[編集]


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