AstronomiAstrofizikEvrenFizik

Yarkovsky Etkisi

Uzayda belli bir yörüngede dolaşan asteroidler, tıpkı gezegenler gibi kendi etraflarında da dönerler. Bu esnada, yine gezegenlere benzer biçimde asteroidlerde de gece ve gündüz oluşur. Gündüz olarak adlandırabileceğimiz kısmı, yani asteroidin yıldızına dönük kısmı, yıldızdan gelen ve momentum taşıyan fotonlara maruz kalır.

Bu fotonların bir kısmı yansıtılırken bir kısmı da soğurulur. Bu soğurulma, asteroidin yüzeyinin ısınmasına neden olur. Asteroid dönmeye devam ettikçe, ısınan yüzeye gelen fotonların sayısı git gide azalır, diğer bir deyişle bu bölgede artık gece hüküm sürmeye başlar. Tıpkı dünyamızda olduğu gibi, gece geldiğinde, gün boyu soğurulmuş olan fotonlar geri salınmaya başlar (bkz. Kara Cisim Işıması). Fotonlar salınırken, bizim minik asteroidimize kuvvet uygularlar ve asteroidin dönüş yönüne bağlı olarak onu yavaşlatır ya da hızlandırırlar. Bu etkiye Yarkovsky etkisi denir.

1. Resim 2. Resim

   Eğer şekildeki gibi ok yönünde ilerleyen asteroid saat yönünde dönüyorsa, bir süre sonra 2. resimdeki konuma gelecek, kırmızıyla gösterilen alan soğumaya başlayacak (bu sırada yıldıza dönük kısmı ısınıyor olacak) ve emdiği fotonları yaymaya başlayacak. Bu sırada fotonlar asteroide geri tepme kuvveti uygulayacaklar. Bu kuvvet asteroidin ilerleme yönünde uygulandığı için asteroid hızlanacak ve yörüngesi genişleyecektir.

   Ancak eğer asteroidimiz saat yönünün tersine dönüyorsa bu kez salınan fotonlar tersine bir etki yapacak ve asteroidi yavaşlatacaktır. Yavaşlayan asteroid ise yıldızına daha çok yaklaşacak, yani yörüngesi daralacaktır.

Burada bahsettiğimiz Yarkovsky etkisinden kaynaklanan bir başka etki de YORP etkisidir. Adını dört bilim insanından alan bu etki (Yarkovsky, O’Keefe, Radzievskii, Paddack), küçük asteroidlerin dönme hızını ve eğimlerini değiştirebilen bir dönme momentidir.

YORP etkisinin nedenleri, ışınım basıncından ve fotonların anizotropik yayılımından kaynaklanan geri tepmedir. Bu ikisini kısaca açıklamak gerekirse, ışınım basıncı dediğimiz şey, elektromanyetik dalganın bir yüzeye çarpmasından sonra, elektromanyetik kuvvetin taşıyıcıları olan fotonlarla yüzey arasındaki momentum takasından kaynaklanan basınçtır. Fotonların anizotropik yayılımı ise, anizotropinin yöne olan bağımlılığı ifade etmesinden dolayı, asteroidin yıldıza dönükken soğurduğu fotonları, dönünce farklı yönde geri yaymasını ifade eder.

Asteroid İda, Galileo uzay aracı tarafından keşfedilmiştir ve keşfedilen ilk ikili asteroitddir.

   YORP etkisi, asteroidleri çok hızlı döndürmesi sonucunda parçalanmalarına ve ikili asteroid sistemleri oluşturmalarına neden olabilir. Yarkovsky etkisinin bir varyasyonu olan bu etki de tıpkı Yarkovsky etkisi gibi, asteroidi hızlandırmanın dışında onu yavaşlatabilir ve bunun sonucunda çok uzun dönüş periyotlarına sahip olmalarına yol açabilir. Çok küçük bir etkisi olduğundan ölçülmesi zordur ancak milyonlarca yıl geçtiğinde bu etki artık kayda değer bir hal alır.

Hazırlayan: Arya Elçi

Referanslar:
1. Stephen C. Lowry1, Alan Fitzsimmons, Petr Pravec, David Vokrouhlický, Hermann Boehnhardt, Patrick A. Taylor, Jean-Luc Margot, Adrian Galád, Mike Irwin, Jonathan Irwin, Peter Kusnirák; Direct Detection of the Asteroidal YORP Effect
2.
Erik Asphaug, Eileen V. Ryan, Maria T. Zuber; Asteroid Interiors

Görseller:
1. Asteroid Ida and Its Moon
<https://ccsearch.creativecommons.org/photos/d23420a0-5fdf-461a-8da6-f0dae54441cd >

Kapak Görseli:
meteor-s
< https://ccsearch.creativecommons.org/photos/ad167e26-6029-4814-8a84-035d88af22c8 >

Arya Elçi

Rasyonalist araştırmacı yazar. Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) Fizik lisans öğrencisi.

Bir cevap yazın

Başa dön tuşu
Bilim dünyasındaki önemli gelişmelerden haberdar olmak için haftalık/aylık bültenimize abone olun.
Devam ederek gizlilik politikasını kabul etmiş olursunuz.