Techniklexikon

Poynting-Robertson-Effekt

Astronomie und Astrophysik, von dem britischen Physiker John Henry Poynting 1903 vorhergesagter und 1937 von dem amerikanischen Physiker Howard Percy detailliert berechneter Effekt, nach dem kleine Teilchen, die sich um die Sonne bewegen, abgebremst werden und sich auf einer Spiralbahn der Sonne nähern. Ursache hierfür ist die Aberration: Ein von der Sonne kommendes Photon überträgt auf ein Staubteilchen einen Impuls. Wegen der endlichen Geschwindigkeiten von Teilchen und Photon besitzt der Impuls neben der radial nach aussen gerichteten Komponente eine tangentiale Komponente entgegen der Bewegungsrichtung der Partikel, wodurch dieses abgebremst wird. Je kleiner und masseärmer ein Teilchen ist, desto grösser ist das Verhältnis des tangentialen Strahlungsimpulses gegenüber dem Teilchenimpuls und umso schneller erfolgt die Abbremsung. Andererseits wächst mit abnehmendem Teilchenradius das Verhältnis des radialen Strahlungsdrucks zur gravitativen Anziehung durch die Sonne. Bei Teilchen, die grösser als etwa 0,1 mm sind, überwiegt die Abbremsung durch den Poynting-Robertson-Effekt, bei kleineren überwiegt der Strahlungsdruck. Ein 1 mm grosses Teilchen wird innerhalb von etwa 10 000 Jahren aus einer Entfernung von 1 AE bis zur Sonne abgebremst.