关于旋转小行星的稳定性

大多数直径大于 $\sim 300 \ {\rm m}$ 的小行星是碎石堆，即由多个固体物体组成。所有小行星都在旋转，但几乎所有直径大于 $\sim 300 \ {\rm m}$ 的小行星的自转周期都长于 $2.3 \ {\rm hours}$，这是离心力等于引力的临界周期。这表明小行星碎块之间几乎不存在黏附相互作用力。我们证明这是由于小行星颗粒的表面粗糙度使颗粒间的范德瓦尔斯相互作用对于微米级颗粒降低了 $100$ 倍，对更大颗粒则降低得更多。我们表明，与光滑表面颗粒所预期的线性尺寸依赖关系相反，表面粗糙度导致一种与颗粒尺寸无关的相互作用力。因此，尺寸为 $100 \ {\rm nm}$ 的两块石头碎块与尺寸为 $10 \ {\rm m}$ 的两块碎块以相同的非引力相互吸引。