Эффект Пойнтинга — Робертсона


Эффе́кт По́йнтинга — Ро́бертсона — физический процесс, в результате которого в Солнечной системе пылевые частицы медленно падают по спирали в сторону Солнца.

Эффект был впервые описан в 1903 году известным британским физиком Джоном Генри Пойнтингом, который объяснил его в рамках эфирной теории электромагнетизма. Правильное объяснение эффекта с точки зрения общей теории относительности дал Говард Перси Робертсон в 1937 году.

Стоит заметить, что по принципу эквивалентности само по себе тепловое излучение частицы не может изменить её скорость, импульс изменяется пропорционально массе, то есть энергии частицы. А при поглощении солнечного излучения энергия (то есть масса) частицы увеличивается при неизменной тангенциальной составляющей импульса. Поэтому скорость частицы уменьшается.

Таким образом, пылинка постепенно теряет момент импульса и постепенно падает на Солнце. Сила Пойнтинга — Робертсона равна:

Поскольку сила пропорциональна квадрату радиуса, а масса частицы — кубу, ускорение, вызванное эффектом Пойнтинга — Робертсона, больше для более мелких частиц. Так как гравитационная сила пропорциональна , а сила Пойнтинга — Робертсона пропорциональна , ближе к Солнцу эффект сильнее. Из-за этого происходит уменьшение эксцентриситета исходно вытянутой орбиты частицы.

Пылевые частицы размером в несколько микрометров приближаются к Солнцу с расстояния 1 астрономическая единица за несколько тысяч лет, после чего испаряются, не долетев до Солнца.