由星际介质产生的机械力矩引起的星际小行星自转
地球与行星天体物理
2020-08-19 v3
摘要
首个星际天体‘Oumuamua 于 2017 年被发现。当‘Oumuamua 在星际空间穿行时，持续与星际介质（ISM）发生碰撞。若相互作用时间足够长，由于与星际介质的角动量转移，其自转状态可能发生显著改变。本文利用生成的尺寸比为 6:1:1 与 5:5:1 的高斯随机球体，探究了 ISM 力矩曲线，并借助简单的恒力矩解析方法提出 ISM 碰撞或可解释‘Oumuamua 的翻滚。统计结果表明，渐近倾角主要分布于 0 和 180 度，且多数情形在渐近倾角处自旋减速，意味着 ISM 碰撞效应类似于假设热导率为零的 YORP 效应。在自旋速率经历长时间减速后，初始的长轴自转可能在 ISM 力矩作用下演化为翻滚运动。采用恒力矩解析模型，发现 200 个形状样本演化为翻滚的时间尺度从数 Gyr 到数十 Gyr 不等，高度依赖于所选形状。长球形状的平均值约为 8.5 Gyr，扁球形状约为 7.3 Gyr。由于 YORP 效应在距太阳如此远处极为微弱，奥尔特云中小行星的自转也可能由 ISM 碰撞效应主导。尽管本文假设了理想的镜面反射与‘Oumuamua 的恒定相对速度，结果仍显示了 ISM 碰撞效应的重要性。
引用
@article{arxiv.1911.12228,
title = {Interstellar Asteroid Rotation with the Mechanical Torque Produced by Interstellar Medium},
author = {Wen Han Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.12228},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 5 figures, accepted by ApJ. Comments are welcome! Email: [email protected]