Efek Yarkovsky

Efek Yarkovsky adalah gaya fisika yang bekerja pada benda yang berotasi di luar angkasa, disebabkan oleh emisi anisotropik foton termal yang membawa momentum. Efek ini umumnya dikaji pada benda kecil seperti meteoroid dan asteroid dengan ukuran antara sekitar 10 sentimeter hingga 10 kilometer, karena pengaruhnya signifikan terhadap benda-benda dengan diameter tersebut. Efek ini dapat menghasilkan perubahan orbit secara perlahan namun konsisten dalam jangka waktu yang panjang, sehingga menjadi faktor dalam studi dinamika benda kecil di tata surya.

 Sejarah penemuan 
Penemuan efek Yarkovsky dimulai dari Ivan Osipovich Yarkovsky (1844–1902), seorang insinyur sipil berkebangsaan Polandia-Rusia yang melakukan penelitian ilmiah di waktu luangnya. Sekitar tahun 1900, Yarkovsky menulis sebuah pamflet yang menyatakan bahwa pemanasan harian pada benda yang berotasi di luar angkasa akan menghasilkan gaya kecil yang apabila berlangsung dalam jangka panjang dapat mengubah orbit meteoroid dan asteroid kecil. Temuan ini hampir terlupakan hingga ditemukan kembali oleh astronom Estonia Ernst J. Öpik (1893–1985) sekitar tahun 1909. Öpik kemudian membahas kemungkinan peran efek Yarkovsky terhadap pergerakan meteoroid di seluruh tata surya.

 Mekanisme 
Mekanisme efek Yarkovsky terjadi karena keterlambatan perubahan suhu pada permukaan benda akibat radiasi, sehingga radiasi termal yang dipancarkan tidak terjadi secara langsung bersamaan dengan radiasi yang diterima. Terdapat dua komponen utama dalam efek ini, yaitu efek diurnal dan efek musiman. Efek diurnal terjadi pada benda yang berotasi dan diterangi Matahari, di mana permukaan benda menyerap radiasi matahari pada siang hari dan mendingin pada malam hari. Perbedaan waktu antara penyerapan dan pemancaran radiasi menghasilkan gaya bersih sepanjang arah gerak orbit. Pada benda yang berotasi prograd, sumbu semi-mayor orbit mengalami peningkatan, sedangkan pada rotasi retrograd orbit mendekati Matahari. Efek diurnal dominan pada benda dengan diameter lebih dari 100 meter.

Efek musiman muncul ketika permukaan benda yang telah dipanaskan dalam jangka waktu panjang menghadap arah gerak orbit, menghasilkan radiasi termal yang menimbulkan gaya rem dan menyebabkan orbit benda bergerak mendekati Matahari. Efek ini menjadi lebih penting pada benda yang berukuran lebih kecil, memiliki kemiringan sumbu tinggi, atau mengalami rotasi sangat cepat yang menyebabkan distribusi suhu lebih merata. Efek musiman juga menjadi dominan pada skala waktu yang sangat panjang ketika sumbu rotasi benda dapat berubah akibat tumbukan atau interaksi gravitasi. Secara umum, efek Yarkovsky bergantung pada ukuran benda; asteroid kecil dapat mengalami perubahan sumbu semi-mayor yang signifikan, sedangkan asteroid besar hampir tidak terpengaruh. Pada benda berukuran kilometer, gaya ini sangat lemah, tetapi karena bersifat konstan, perubahan orbit kumulatif dapat terjadi selama jutaan tahun, termasuk pergerakan dari sabuk asteroid ke bagian dalam tata surya. Mekanisme efek ini menjadi lebih kompleks pada benda dengan eksentrisitas orbit besar.

 Referensi