彗星核非对称出气的力矩系统性与后果

彗星的非对称出气施加的力矩足以迅速改变其核的角动量，并可能导致旋转失稳。本文利用一组彗星的实测自旋变化来表征这些力矩，并与一个简单模型的预期进行比较。数据和模型均表明，特征自旋加速时标τ_s是核半径r_n的强函数。根据经验，我们发现彗星（多数近日点1至2 AU、偏心率∼0.5）的时标随τ_s ∼ 100 r_n^{2}变化，其中r_n以千米计，τ_s以年计。核表面活动部分的比例随f_A ∼ 0.1 r_n^{-2}变化。我们发现力矩的无量纲力臂中值为k_T = 0.007（即约0.7%的逃逸动量对核产生力矩），并有较弱（<3σ）证据表明存在尺寸依赖k_T ∼ 10^{-3} r_n^2。亚千米核的自旋加速时标与其轨道周期相当，证实出气力矩可迅速将小核推向旋转瓦解。由力矩诱发的旋转失稳很可能解释了短周期彗星亚千米核的稀缺，以及掠日彗星在近日点前的毁灭。即便质量损失率很小（≲1 g s^{-1}），小活跃小行星上持续出气的力矩也可与YORP力矩相匹敌。最后，我们强调观测偏差在τ_s、f_A和k_T测量分布中所起的重要作用。