Ефект Пойнтінга — Робертсона

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Ефект Пойтинга-Робертсона — процес втрати орбітального кутового моменту тілом (зазвичай маленькою частинкою) при русі по орбіті навколо іншого тіла, що є джерелом електромагнітного випромінювання. Джон Генрі Пойнтінг вперше описав цей ефект на основі ефірної теорії електромагнетизму в 1903 році. Говард Персі Робертсон дав строгу релятивістську теорію ефекту, виправивши помилки в роботі Пойнтинга.

Випромінювання Сонця теплове випромінювання пилинки (a) в системі відліку, повязаною з пилинкою; (b) в системі відліку Сонця.

На нерухому сферичну частинку радіуса на відстані від Сонця діє сила тиску світла, що направлена за радіус-вектором частинки:

де — фактор ефективності для тиску випромінювання, — спектральна інтенсивність випромінювання Сонця, — радіус Сонця, — довжина хвилі. Якщо частинка рухається з орбітальною щвидкістю і трансверсальною швидкістю ( — кут повороту в площині орбіти), то сила через аберацію світла відклониться від радіус-вектора і зміниться по величині (у власні системі відліку частинки). З точністю до членів першого порядку по віднощенню швидкості частинки до швидкості світла радіальна і трансверсальна складові сили тиску вирпомінювання відповідно рівні:

і рівняння орбітального руху частинки набирають вигляду:


де гравітаційна стала і - маса Сонця. Для випадку (абсолютно чорна частинка, що перевипромінює ізотропно) Робертсон отримав значення а.о. в рік, де — густина частинки ( — в сантиметрах — в г/см³ ). Таким чином, випромінювання впливає на орбітальний рух трояко:

  1. змінюється ефективна маса центру притягування, який при може перетворитись в центр відштовхування;
  2. виникає направленна проти радіального руху "сила тертя" , яка прагне перетворити орбіту в кругову
  3. і, як це випливає з другого рівняння руху, відбуваєтсья втрата моменту імпульсу, що перетворює орбіту в спіраль, що скручується (інколи саме цей ефект називають ефектом Пойтинга-Робертсона, у вузькому смислі). Частинка, що знаходиться на орбіті радіусу впаде на Сонце за час років.

Ефект Пойнтинга-Робертсона враховується в теорії еволюції метеоритної речовини в Сонячній системі, а також в космогонії планетних систем. Цей ефект також проявляється при русі пилевих частинок навколо планет.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • Физическая энциклопедия. Т.4. Гл.ред. А.М.Прохоров. М., Сов.энциклопедия., 1988.