由坑洞侧向热传导引起的正向 YORP 效应
地球与行星天体物理
2026-04-13 v1
摘要
YORP 效应在小天体自转演化中发挥重要作用。尽管坑洞是普遍的表面特征，但其对 YORP 扭矩的影响仍受到有限关注。本文针对圆形坑洞在球形小天体上的 YORP 扭矩进行研究，特别关注侧向热传导如何破坏对称性以产生净扭矩。我们采用三维有限元仿真计算得到的自转加速度和倾斜角加速度，并检讨其对坑洞位置、深度和热参数的依赖性。结果表明，坑洞引起的自转扭矩始终为正，且不同纬度的坑洞会驱动自转轴趋向倾斜角为 0、90 或 180 度的平衡位置。我们证明，自旋扭矩主要来源于仅在 3D 模型中发生的小天体内部侧向热传导，而自加热和阴影效应的贡献可以忽略不计。虽然由内部热传导引起的 YORP 效应可能被由阴影和坑洞方向引起的扭矩分量所超越，尤其是在大型小天体上，但我们的numerical结果表明，对于小坑洞，这一自旋扭矩约为正常 YORP 扭矩的 10% 至 100%。其持续的正性可能有助于解释 observed 小天体正自旋加速度的普遍现象。
引用
@article{arxiv.2604.08699,
title = {Positive YORP effect induced by lateral heat conduction in a crater},
author = {Zehua Qi and Yining Zhang and Hailiang Li and Yangbo Xu and Li-Yong Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08699},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 9 figures, submitted to A&A