陷阱的半解析热力学模型及其对陷阱引起的YORP效应的应用

背景。YORP效应是来自小行星表面的辐射产生的热力学扭矩。该效应对表面拓扑结构敏感，包括小尺度粗糙度、石块和陷阱。目标：本文旨在开发一种用于研究该效应功能依赖性的高效半解析模型，以预测陷阱引起的YORP效应(CYORP)。方法：本研究以旋转周期形式获得陷阱中的温度场，考虑了自遮蔽、自辐射和自散射的效应。结果：我们获得了考虑热惯性、陷阱形状和陷阱位置的温度场。我们发现，当深度至直径比小于0.05时，CYORP效应可忽略不计。在这种情况下，对于YORP计算，可以合理地假设为凸形。改变热导率会导致约0.01的CYORP系数自旋分量保持恒定，而俯仰分量与热惯性成反比，从基岩石的0.004下降到金属的0.001。对于轴向对称形状，CYORP自旋分量消失，而俯仰分量持续存在。我们的模型确认，均匀分布的小尺度表面粗糙度会使总YORP扭矩减弱数十个百分点。此外，我们首次计算小行星表面每次撞击时YORP扭矩的变化，并更精确地计算了其随机自旋演化。结论：我们开发的半解析方法具有快速计算的优势，为未来对真实小行星YORP建模以及考虑碰撞的完整旋转和轨道演化提供了新的视角。