stringtranslate.com

Геометрическое альбедо

В астрономии геометрическое альбедо небесного тела — это отношение его фактической яркости, видимой со стороны источника света (т. е. при нулевом фазовом угле ), к яркости идеализированного плоского, полностью отражающего, диффузно рассеивающего ( ламбертова ) диска с таким же поперечным сечением. -раздел. (Этот фазовый угол относится к направлению световых путей и не является фазовым углом в его обычном значении в оптике или электронике .)

Диффузное рассеяние подразумевает, что излучение отражается изотропно, не запоминая местоположение источника падающего света. Нулевой фазовый угол соответствует взгляду в направлении освещения. Для наблюдателей с Земли это происходит, когда рассматриваемое тело находится в оппозиции и находится на эклиптике .

Визуальное геометрическое альбедо относится к величине геометрического альбедо при учете только электромагнитного излучения в видимом спектре .

Безвоздушные тела

Поверхностные материалы ( реголиты ) безвоздушных тел (фактически, большинство тел в Солнечной системе ) сильно неламбертовы и демонстрируют эффект оппозиции , который представляет собой сильную тенденцию отражать свет обратно к его источнику, а не рассеивать. свет рассеянный.

Из-за этого геометрическое альбедо этих тел может быть трудно определить, поскольку их отражательная способность имеет сильный максимум в небольшом диапазоне фазовых углов, близких к нулю. [1] Сила этого пика заметно различается между телами и может быть определена только путем проведения измерений при достаточно малых фазовых углах. Такие измерения обычно затруднены из-за необходимости точного размещения наблюдателя очень близко к падающему свету. Например, Луну никогда не видно с Земли под нулевым фазовым углом, потому что тогда она затмевается. Другие тела Солнечной системы обычно не видны точно под нулевым фазовым углом даже в противостоянии , если только они одновременно не расположены в восходящем или нисходящем узле своей орбиты и, следовательно, не лежат на эклиптике . На практике измерения при малых ненулевых фазовых углах используются для получения параметров, характеризующих свойства направленного отражения тела ( параметры Хапке ). Описываемую ими функцию отражения затем можно экстраполировать до нулевого фазового угла, чтобы получить оценку геометрического альбедо.

Для очень ярких, твердых, безвоздушных объектов, таких как спутники Сатурна Энцелад и Тефия , чья общая отражательная способность ( альбедо Бонда ) близка к единице, сильный эффект оппозиции в сочетании с высоким альбедо Бонда дает им геометрическое альбедо выше единицы (1,4). в случае Энцелада). Свет преимущественно отражается прямо обратно к источнику даже при малых углах падения , например, от конечности или склона, тогда как ламбертова поверхность будет рассеивать излучение гораздо шире. Геометрическое альбедо выше единицы означает, что интенсивность света, рассеянного обратно на единицу телесного угла к источнику, выше, чем это возможно для любой ламбертовой поверхности.

Звезды

Звезды светятся по своей природе, но они также могут отражать свет. В тесной двойной звездной системе поляриметрия может использоваться для измерения света, отраженного от одной звезды от другой (и наоборот), а также для измерения геометрических альбедо двух звезд. Эта задача была решена для двух компонентов системы Спика: геометрическое альбедо Спики А и В составило 0,0361 и 0,0136 соответственно. [2] Геометрическое альбедо звезд, как правило, невелико, для Солнца ожидается значение 0,001, [3] но для более горячих звезд или звезд с меньшей гравитацией (т.е. гигантских) ожидается, что количество отраженного света будет в несколько раз больше, чем звезд системы Спика. [2]

Эквивалентные определения

Диффузное отражение на сфере и плоском диске, каждое для случая геометрического альбедо 1.

Для гипотетического случая плоской поверхности геометрическое альбедо — это альбедо поверхности , когда освещение обеспечивается лучом излучения, идущим перпендикулярно поверхности.

Примеры

Геометрическое альбедо может быть больше или меньше альбедо Бонда, в зависимости от свойств поверхности и атмосферы рассматриваемого тела. Несколько примеров: [4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ См., например, это обсуждение лунного альбедо, заархивированное Джеффом Медкеффом 13 апреля 2009 г. в Wayback Machine .
  2. ^ Аб Бэйли, Джереми; Коттон, Дэниел В.; Кедзиора-Чудчер, Луцина; Де Орта, Айн; Мейбур, Даррен (01 апреля 2019 г.). «Поляризованный отраженный свет двойной системы Спика». Природная астрономия . 3 (7): 636–641. arXiv : 1904.01195 . Бибкод : 2019NatAs...3..636B. дои : 10.1038/s41550-019-0738-7. S2CID  131977662.
  3. ^ Гилберт, Лахлан (2 апреля 2019 г.). «Ученые доказывают, что двойные звезды отражают свет друг от друга». Отдел новостей UNSW . УНЮУ . Проверено 2 апреля 2019 г.
  4. ^ Альбедо Земли
  5. ^ Маллама, Энтони (2017). «Сферическое болометрическое альбедо планеты Меркурий». arXiv : 1703.02670 [astro-ph.EP].
  6. ^ abcdefgh Маллама, Энтони; Кробусек, Брюс; Павлов, Христо (2017). «Комплексные широкополосные данные о звездных величинах и альбедо планет с применением к экзопланетам и Девятой планете». Икар . 282 : 19–33. arXiv : 1609.05048 . Бибкод : 2017Icar..282...19M. дои : 10.1016/j.icarus.2016.09.023. S2CID  119307693.
  7. ^ Хаус, Р.; и другие. (июль 2016 г.). «Радиационный энергетический баланс Венеры на основе усовершенствованных моделей средней и нижней атмосферы» (PDF) . Икар . 272 : 178–205. Бибкод : 2016Icar..272..178H. дои :10.1016/j.icarus.2016.02.048.
  8. ^ Уильямс, Дэвид Р. (1 сентября 2004 г.). «Информационный бюллетень о Земле». НАСА . Проверено 9 августа 2010 г.
  9. ^ Уильямс, Дэвид Р. (25 апреля 2014 г.). «Информационный бюллетень о Луне». НАСА . Проверено 2 марта 2015 г.
  10. ^ Информационный бюллетень о Марсе, НАСА
  11. ^ Ли, Известкование; и другие. (2018). «Меньше поглощаемой солнечной энергии и больше внутреннего тепла Юпитера». Природные коммуникации . 9 (1): 3709. Бибкод : 2018NatCo...9.3709L. дои : 10.1038/s41467-018-06107-2. ПМК 6137063 . ПМИД  30213944. 
  12. ^ Ханель, РА; и другие. (1983). «Альбедо, внутренний тепловой поток и энергетический баланс Сатурна». Икар . 53 (2): 262–285. Бибкод : 1983Icar...53..262H. дои : 10.1016/0019-1035(83)90147-1.
  13. ^ Хоуэтт, Карли Дж.А.; Спенсер, Джон Р.; Перл, Джей Си; Сегура, М. (2010). «Тепловая инерция и болометрические значения альбедо Бонда для Мимаса, Энцелада, Тефии, Дионы, Реи и Япета, полученные на основе измерений Кассини / CIRS». Икар. 206 (2): 573–593. Бибкод:2010Icar..206..573H. doi:10.1016/j.icarus.2009.07.016.
  14. ^ См. обсуждение здесь для объяснения этого необычного значения выше единицы.
  15. ^ Перл, JC; и другие. (1990). «Альбедо, эффективная температура и энергетический баланс Урана, определенные по данным Voyager IRIS». Икар . 84 (1): 12–28. Бибкод : 1990Icar...84...12P. дои : 10.1016/0019-1035(90)90155-3.
  16. ^ Перл, JC; и другие. (1991). «Альбедо, эффективная температура и энергетический баланс Нептуна, определенные по данным «Вояджера». Дж. Геофиз. Рез . 96 : 18, 921–18, 930. Бибкод : 1991JGR....9618921P. дои : 10.1029/91JA01087.
  17. ^ Вербиссер, Энн Дж.; Хельфенштейн, Пол; Портер, Саймон Б.; Бенекки, Сьюзен Д.; Кавелаарс, Джей Джей; Лауэр, Тод Р.; и другие. (апрель 2022 г.). «Разнообразные формы карликовой планеты и большие фазовые кривые KBO, наблюдаемые с новых горизонтов». Планетарный научный журнал. 3 (4): 31. Бибкод: 2022PSJ.....3...95В. doi: 10.3847/PSJ/ac63a6.

дальнейшее чтение