Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zmierzyć wpływ światła słonecznego na ruch obrotowy ciał niebieskich. Ten sukces pozwoli na znacznie dokładniejsze przewidywanie długoterminowe orbit planetoid. Może również przyczynić się do wyjaśnienia, dlaczego niektóre z planetoid okrążane są przez małe księżyce. Sądzi się, że światło słoneczne może przyspieszyć rotację planetoidy aż do rozpadu, którego efektem jest planetoida podwójna.

Planetoidy pochłaniają światło po swej dziennej stronie i wypromieniowują je podczas obrotów, co powoduje niewielki efekt odrzutu – tak, jakby na powierzchni planetoidy znajdowało się mnóstwo małych silników odrzutowych. Ponieważ większość planetoid jest nieregularna, silniczki te silniej oddziałują na pewne części bryły, zatem na planetoidę działa siła skręcająca. Zjawisko to nazywa się efektem YORP, od nazwisk uczonych, którzy go przewidzieli – Iwana Jarkowskiego, Johna O'Keefe, Władimira Radziewskiego i Stephena Paddacka.

Nikt dotychczas nie zmierzył bezpośrednio efektu YORP, lecz obecnie udało się zaobserwować działanie opisanych sił w przypadku dwóch planetoid regularnie przecinających orbitę Ziemi.

Zespół pod kierunkiem Stephena Lowry'ego z Uniwersytetu Królewskiego w Belfaście badał w latach 2001-2005 obroty planetoidy 2000 PH5. Studwudziestometrowa skała o kształcie dziwnego ziemniaka, obracająca się wokół własnej osi raz na dwanaście minut, zmniejszała swój okres obrotu o jedną milisekundę rocznie – tak, jak przewidział to model efektu YORP dla tego ciała.

Zmiany jasności planetoidy podczas jej obrotów można zobaczyć w filmie (własność A. Fitzsimmonsa, Very Large Telescope) uwieczniającym dwie godziny ruchu 2000 PH5 z września 2004.

Zespół pod kierunkiem matematyka z Uniwersytetu w Helsinkach, Mikko Kaasalainena, obserwował znacznie większą planetoidę, półtorakilometrową 1862 Apollo. Na podstawie obserwacji z lat 1980-2005 stwierdzono, że ok. trzygodzinny okres obrotu 1862 Apollo skracał się o ok. 4 ms rocznie, znów zgodnie z przewidywaniami teoretycznymi.

Jak widać, wpływ efektu YORP na ruch ciała jest mały – w przypadku 1862 Apollo podwojenie częstości obrotów trwałoby ponad dwa i pół miliona lat. Jednak ten i podobne efekty stopniowo zmieniają orbity planetoid. Ważne jest zatem, by uwzględniać je w prognozach trajektorii planetoid – zwłaszcza tych, które mogłyby uderzyć w Ziemię. Jak stwierdza Kaasalainen, maleńkie zaburzenia w ruchu orbitalnym mogą stać się zauważalne już w ciągu ok. 30 lat.

Wyniki badań pomogą również zrozumieć powstawanie planetoid podwójnych – skał okrążanych przez małe księżyce. Dotychczas sądzono, że takie układy powstawały podczas zderzeń planetoid lub gdy jedna planetoida znalazła się w polu grawitacyjnym drugiej.

Ale również efekt YORP może przyspieszyć ruch obrotowy planetoidy aż do rozpadu na kilka części. Lowry sądzi, że w ciągu 14 milionów lat okres obrotu 2000 PH5 znajdzie się na poziomie 20 sekund – w tym stanie planetoida będzie poddana takim naprężeniom, że (zależnie od jej struktury wewnętrznej) z dużym prawdopodobieństwem rozpadnie się.

Autor

Paweł Laskoś-Grabowski