Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В астрономии , то геометрическое альбедо из небесного тела представляет собой отношение его фактической яркости , как видно из источника света (т.е. при нулевом фазовом угле ) в том , что из идеализированной квартиры, полностью отражающим, диффузно рассеивающим ( Lambertian ) диска с тем же крестом -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 без запоминания местоположения падающего источника света. Нулевой фазовый угол соответствует направлению освещения. Для наземных наблюдателей это происходит, когда рассматриваемое тело находится в оппозиции и на эклиптике .

Визуальное геометрическое альбедо относится к геометрической величине альбедо при учете только электромагнитное излучение в видимом спектре .

Безвоздушные тела [ править ]

Поверхностные материалы ( реголиты ) безвоздушных тел (на самом деле, большинства тел в Солнечной системе ) сильно не ламбертовы и демонстрируют эффект противодействия , который представляет собой сильную тенденцию отражать свет обратно к его источнику, а не рассеивать свет рассеянно.

Из-за этого может быть трудно определить геометрическое альбедо этих тел, поскольку их коэффициент отражения сильно достигает пика в небольшом диапазоне фазовых углов, близких к нулю. [1] Сила этого пика заметно различается между телами и может быть обнаружена только путем измерений при достаточно малых фазовых углах. Такие измерения обычно трудны из-за необходимого точного размещения наблюдателя очень близко к падающему свету. Например, Луна никогда не видна с Земли под точно нулевым фазовым углом, потому что тогда она затмевается. Другие тела Солнечной системы, как правило, не видны под точно нулевым фазовым углом даже при противостоянии , если только они не находятся одновременно в восходящем или нисходящем узле.своей орбиты и, следовательно, лежат на эклиптике . На практике измерения при малых отличных от нуля фазовых углах используются для получения параметров, которые характеризуют свойства направленного отражения для тела ( параметры Хапке ). Затем описываемая ими функция отражательной способности может быть экстраполирована на нулевой фазовый угол, чтобы получить оценку геометрического альбедо.

Для очень яркого, твердые, безвоздушных объектов , такие как Сатурн лун «ы Enceladus и Тетис , чьи общий коэффициент отражения ( Бонд альбедо ) близко к единице, сильная оппозиция эффекта в сочетании с высокой Bond альбедо , чтобы дать им геометрическое альбедо выше единиц (1.4 в случае Энцелада). Свет предпочтительно отражается прямо обратно к своему источнику даже при малом угле падения, например, на конечность или от склона, тогда как ламбертовская поверхность рассеивает излучение гораздо шире. Геометрическое альбедо выше единицы означает, что интенсивность света, рассеянного назад на единицу телесного угла по направлению к источнику, выше, чем это возможно для любой ламбертовской поверхности.

Звезды [ править ]

Звезды светят 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), и, следовательно, геометрического альбедо двух звезд. Эта задача была выполнена для двух компонентов системы Spica, при этом геометрическое альбедо Spica A и B было измерено как 0,0361 и 0,0136 соответственно. [2] Геометрические альбедо звезд в целом малы, для Солнца ожидается значение 0,001, [3] но для более горячих звезд с меньшей гравитацией (то есть гигантских) ожидается, что количество отраженного света будет в несколько раз больше, чем у звезды в системе Спика. [4]

Эквивалентные определения [ править ]

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

Примеры [ править ]

Геометрическое альбедо может быть больше или меньше альбедо Бонда, в зависимости от свойств поверхности и атмосферы рассматриваемого тела. Некоторые примеры: [5]

ИмяСвязь альбедоВизуальное геометрическое альбедо
Меркурий [6] [7]0,0880,088
 
0,1420,142
 
Венера [8] [7]0,760,76
 
0,6890,689
 
Земля [9] [7]0,3060,306
 
0,4340,434
 
Луна [10] [10]0,110,11
 
0,120,12
 
Марс [11] [7]0,250,25
 
0,170,17
 
Юпитер [12] [7]0,5030,503
 
0,5380,538
 
Сатурн [13] [7]0,3420,342
 
0,4990,499
 
Энцелад [14]0,80,8
 
1.41.4
 
Уран [15] [7]0,3000,3
 
0,4880,488
 
Нептун [16] [7]0,2900,29
 
0,4420,442
 
Плутон0,40,4
 
0,44–0,610.44
 
 
Эрис-0,960.96
 

См. Также [ править ]

  • Альбедо
  • Анизотропия
  • Связь альбедо
  • Ламбертовская поверхность

Ссылки [ править ]

  • Глоссарий НАСА JPL
  • Зайдельманн К.П. / Под ред. (1992) Пояснительное приложение к астрономическому альманаху , Университетские научные книги, Милл-Вэлли, Калифорния.
  1. ↑ См., Например, это обсуждение лунного альбедо. Архивировано 13 апреля 2009г. Джеффом Медкеффомна Wayback Machine .
  2. ^ Бейли, Джереми; Коттон, Дэниел V; Кедзиора-Чудцер, Люцина; Де Орта, Айн; Мэйбор, Даррен (2019-04-01). «Поляризованный отраженный свет от двойной системы Спика». Природа Астрономия . 3 (7): 636–641. arXiv : 1904.01195 . Bibcode : 2019NatAs ... 3..636B . DOI : 10.1038 / s41550-019-0738-7 .
  3. ^ Гилберт, Лахлан (2019-04-02). «Ученые доказывают, что двойные звезды отражают свет друг от друга» . Отдел новостей UNSW . UNSW . Проверено 2 апреля 2019 .
  4. ^ Бейли, Джереми; Коттон, Дэниел V; Кедзиора-Чудцер, Люцина; Де Орта, Айн; Мэйбор, Даррен (2019-04-01). «Поляризованный отраженный свет от двойной системы Спика». Природа Астрономия . 3 (7): 636–641. arXiv : 1904.01195 . Bibcode : 2019NatAs ... 3..636B . DOI : 10.1038 / s41550-019-0738-7 .
  5. ^ Альбедо Земли
  6. ^ Маллама, Энтони (2017). «Сферическое болометрическое альбедо для планеты Меркурий». arXiv : 1703.02670 .
  7. ^ a b c d e f g h Маллама, Энтони; Кробусек, Брюс; Павлов, Христо (2017). «Исчерпывающие широкополосные звездные величины и альбедо планет с приложениями к экзопланетам и Девятой планете». Икар . 282 : 19–33. Bibcode : 2017Icar..282 ... 19M . DOI : 10.1016 / j.icarus.2016.09.023 .
  8. ^ Haus, R .; и другие. (Июль 2016 г.). «Радиационный энергетический баланс Венеры на основе усовершенствованных моделей средней и нижней атмосферы». Икар . 272 : 178–205. Bibcode : 2016Icar..272..178H . DOI : 10.1016 / j.icarus.2016.02.048 .
  9. ^ Уильямс, Дэвид Р. (2004-09-01). «Информационный бюллетень о Земле» . НАСА . Проверено 9 августа 2010 .
  10. ^ a b Уильямс, Дэвид Р. (25 апреля 2014 г.). "Информационный бюллетень Луны" . НАСА . Проверено 2 марта 2015 .
  11. ↑ Информационный бюллетень по Марсу, НАСА
  12. ^ Ли, Лиминг; и другие. (2018). «Меньше поглощаемой солнечной энергии и больше внутреннего тепла для Юпитера» . Nature Communications . 9 : 3709. Bibcode : 2018NatCo ... 9.3709L . DOI : 10.1038 / s41467-018-06107-2 . PMC 6137063 . PMID 30213944 .  
  13. ^ Ханель, РА; и другие. (1983). «Альбедо, внутренний тепловой поток и энергетический баланс Сатурна». Икар . 53 : 262. Bibcode : 1983Icar ... 53..262H . DOI : 10.1016 / 0019-1035 (83) 90147-1 .
  14. ^ См. Обсуждение здесь для объяснения этого необычного значения выше единицы.
  15. ^ Перл, JC; и другие. (1990). «Альбедо, эффективная температура и энергетический баланс Урана по данным Voyager IRIS». Икар . 84 : 12–28. Bibcode : 1990Icar ... 84 ... 12P . DOI : 10.1016 / 0019-1035 (90) 90155-3 .
  16. ^ Перл, JC; и другие. (1991). «Альбедо, эффективная температура и энергетический баланс Нептуна по данным« Вояджера »». J. Geophys. Res . 96 : 18, 921–18, 930. Bibcode : 1991JGR .... 9618921P . DOI : 10.1029 / 91JA01087 .