¿Qué es exactamente el efecto YORP? ¿Es solo el componente no central del efecto Yarkovsky?

De ¿Cuál es la diferencia entre el efecto Yarkovsky y el efecto YORP? , tanto el efecto Yarkovsky como el YORP describen los cambios en el momento de un cuerpo en órbita debido a la re-radiación de fotones. El efecto Yarkovsky solo describe los cambios en los parámetros orbitales del cuerpo:

El efecto Yarkovsky describe una fuerza pequeña pero significativa que afecta el movimiento orbital de meteoroides y asteroides.

El efecto YORP solo describe los cambios en el momento de rotación del cuerpo:

Esta variante rotacional se ha denominado efecto Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP)

Considere una esfera uniforme perfecta en órbita alrededor del Sol. Para cualquier punto de la esfera, la dirección promedio de los fotones re-irradiados será normal al plano tangente local (o directamente opuesto al centro de gravedad). En este caso, esperamos un efecto Yarkovsky (cambio en los parámetros orbitales), pero no un efecto YORP (cambio en el momento de rotación). Gráfico de esta fuente .

Por el contrario, considere un cuerpo irregular con una enorme cara plana desplazada del centro de gravedad. Cuando los fotones se vuelven a irradiar desde la cara plana, en promedio impartirán algún cambio de momento angular (efecto YORP) y algún cambio de parámetro orbital (efecto Yarkovsky).

Yarkovsky solo considera el retroceso del centro de masa de la radiación térmica de un cuerpo giratorio a la luz del sol, ¿YORP es solo el componente tangencial de este retroceso?

Las fuerzas que causan los efectos YORP y Yarkovsky no son tangenciales en general. Para un retroceso de algún impulso en una esfera, las fuerzas rotacionales y lineales impartidas son tangenciales. Sin embargo, para una forma irregular como una barra, no esperaríamos que las dos fuerzas fueran tangenciales. Aquí hay un pequeño dibujo (extremadamente exagerado para el efecto):

En el dibujo anterior, el vector Yarkovsky representa un cambio de momento puramente traslacional y el vector YORP representa un cambio de momento puramente rotacional. La suma de los vectores que representan las fuerzas que causan los efectos YORP y Yarkovsky debe sumar el vector de retroceso de masa (que es el negativo del impulso):

Las fuerzas de YORP y Yarkovsky no necesariamente tienen que estar en ángulo recto. En tres dimensiones, clasificar las fuerzas puede ser extremadamente complicado. Puede ser bastante complicado para una barra incluso si el vector de masa de reacción está en la punta . Es difícil para mí imaginar el retroceso de un asteroide en forma de "luna creciente" que tiene un centro de masa exterior al cuerpo del asteroide.

¿O requiere que el cuerpo no sea uniforme para girar el cuerpo?

El cuerpo debe tener una forma irregular para girarlo. Una esfera perfecta con una superficie no uniforme no estaría sujeta al efecto YORP. Esto es como se mencionó anteriormente, ya que, en promedio, la emisión de fotones en un punto específico será de 90 grados desde el plano tangente, cancelando efectivamente todos los efectos YORP de las emisiones individuales.

¿Una esfera uniforme, de hecho, giraría hacia abajo?

Nuevamente, una esfera no tendría ningún efecto YORP porque el vector de re-radiación promedio estaría perfectamente opuesto al centro de masa.

Nota:

Cuando un asteroide golpea un cuerpo de tamaño planetario en una colisión inelástica, también se conserva el impulso. Parte del impulso del asteroide pasa al impulso de rotación del cuerpo y parte del impulso pasa al impulso del centro de masa (equivalente a los parámetros orbitales). Me gusta esta analogía para pensar en los efectos Yarkovsky y YORP.