Эффект Пойнтинга-Робертсона

ПОЙНТИНГА - РОБЕРТСОНА ЭФФЕКТ

- потеря орбитального угл. момента телом (обычно малой частицей) при движении по орбите вокруг другого тела, являющегося источником эл.-магн. излучения. Автор идеи - Дж. Пойнтинг [1]. X. Робертсон дал строгую релятивистскую теорию эффекта [2], исправив ошибки в статье [1].

На неподвижную сферич. частицу радиуса a на расстоянии г от Солнца действует сила давления света, направленная по радиусу-вектору частицы:

где - фактор эффективности для давления излучения, - спектральная интенсивность излучения Солнца, - радиуса Солнца, l - длина волны. Если частица движется с радиальной скоростью и трансверсальной скоростью (f - угол поворота в плоскости орбиты), то сила F из-за аберрации света отклонится от радиуса-вектора и изменится по величине (в системе покоя частицы). С точностью до членов первого порядка по отношению скорости частицы к скорости света радиальная p трансверсальная составляющие силы лучевого давления соответственно равны

и ур-ния орбитального движения частицы приобретают вид

где - гравитац. постоянная и масса Солнца.

Для случая Q =1 (абсолютно чёрная переизлучающая изотропно частица) Робертсон получил значение а. е. в год, где r - плотность вещества частицы ( а- в см, r - в г·см ^-3). Т. о., излучение влияет на орбитальное движение трояко: изменяется эфф. масса центра притяжения, к-рый при может превратиться в центр отталкивания; возникает направленная против радиальной скорости "сила трения"стремящаяся превратить орбиту в круговую; и, как это следует из ур-ния (2), происходит потеря момента импульса, превращающая орбиту в скручивающуюся спираль (П.- Р. э. в узком смысле).

Частица, находящаяся на круговой орбите радиуса r₀, упадёт на Солнце через время лет.

П.- Р. э. учитывается [в широком смысле, т. е. ур-ния (1), (2)] в теории эволюции метеорного вещества в Солнечной системе, а также в космогонии планетных систем [4]. В. В. Радзиевский [3] показал, что П. -Р. э. проявляется также при движении пылевых частиц вокруг планет.

Лит.:1) Pоуnting J. H., Radiation in the Solar system: its effect on temperature and its pressure on small bodies, "Phil. Trans. Royal Soc. of London", 1903, v. А202, p. 525; 2) Robertson H. P., Dynamical effects of radiation in the Solar system, "Mon. Not. Roy. Astron. Soc.", 1937, v. 97, p. 423; 3) Радзиевский В. В., Планетоцентрический эффект лучевого торможения, "ДАН СССР", 1950, т. 74, № 2, с. 197; 4)Альвен X., Аррениус Г., Эволюция Солнечной системы, пер. с англ., М., 1979. Л. М. Пульман.

 

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.