Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из эффекта оппозиции )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Оппозиция из световозвращающего лунного грунта осветляет область вокруг тени Базза Олдрина .

Оппозиции всплеск (иногда известный как оппозиция эффект , оппозиции шип или эффект Зелигера [1] ) является осветлением неровной поверхности, или объект с большим количеством частиц , при освещении непосредственно за наблюдателем. Этот термин наиболее широко используется в астрономии , где обычно он относится к внезапному заметному увеличению яркости небесного тела, такого как планета , луна или комета, когда его фазовый угол наблюдения приближается к нулю. Он назван так потому, что отраженный свет от Луны иПри астрономическом противостоянии Марс кажется значительно ярче, чем предсказывает простой ламбертовский коэффициент отражения . Для этого наблюдаемого явления были предложены два физических механизма: скрытие тени и когерентное обратное рассеяние.

Обзор [ править ]

Астероид 1 Церера , полученный космическим аппаратом Dawn под фазовыми углами 0 °, 7 ° и 33 °. Левое изображение при фазовом угле 0 ° показывает всплеск яркости из-за эффекта оппозиции .

Фазовый угол определяется как угол между наблюдателем, наблюдаемым объектом и источником света. В случае Солнечной системы источником света является Солнце, а наблюдатель обычно находится на Земле. При нулевом фазовом угле Солнце находится прямо за наблюдателем, а объект находится прямо перед ним, полностью освещенный.

По мере уменьшения фазового угла объекта, освещенного Солнцем, яркость объекта быстро увеличивается. В основном это происходит из-за увеличенной освещенной области, но также частично из-за внутренней яркости той части, которая освещена солнцем. На это влияют такие факторы, как угол, под которым наблюдается свет, отраженный от объекта. По этой причине полная луна более чем в два раза ярче, чем луна в первой или третьей четверти, хотя видимая освещенная область кажется ровно в два раза больше.

Физические механизмы [ править ]

Скрытие тени [ править ]

Когда угол отражения близок к углу, под которым лучи света падают на поверхность (то есть когда солнце и объект близки к противоположности с точки зрения наблюдателя), эта собственная яркость обычно близка к своему максимуму. При фазовом угле 0 градусов все тени исчезают, и объект полностью освещается. Когда фазовые углы приближаются к нулю, происходит внезапное увеличение видимой яркости, и это внезапное увеличение называется всплеском сопротивления.

Особенно ярко эффект проявляется на поверхности реголита безвоздушных тел Солнечной системы . Обычно основной причиной этого эффекта является то, что небольшие поры и ямки на поверхности, которые в противном случае были бы в тени при других углах падения, загораются, когда наблюдатель находится почти на той же линии, что и источник освещения. Эффект обычно заметен только для очень небольшого диапазона фазовых углов, близких к нулю. Для тел, отражательные свойства которых были количественно изучены, детали эффекта противодействия - его сила и угловая протяженность - описываются двумя параметрами Хапке . В случае планетарных колец (таких как кольца Сатурна) всплеск противодействия связан с появлением теней на кольцевых частицах. Это объяснение было впервые предложено Гуго фон Зилигером в 1887 году [2].

Когерентное обратное рассеяние [ править ]

Основная статья: Когерентное обратное рассеяние

Теория дополнительного эффекта, увеличивающего яркость во время противодействия, - это теория когерентного обратного рассеяния. [3] В случае когерентного обратного рассеяния отраженный свет усиливается при малых углах, если размер рассеивателей на поверхности тела сравним с длиной волны света, а расстояние между рассеивающими частицами больше длины волны. Увеличение яркости происходит из-за того, что отраженный свет когерентно сочетается с излучаемым светом.

Явления когерентного обратного рассеяния также наблюдались с помощью радара . В частности, недавние наблюдения Титана на высоте 2,2 см с помощью аппарата Кассини показали, что для объяснения высоких альбедо на длинах волн радара требуется сильный эффект когерентного обратного рассеяния. [4]

Капли воды [ править ]

Основные статьи: Heiligenschein and Glory (оптический феномен)

На Земле капли воды также могут создавать яркие пятна вокруг антисолнечной точки в различных ситуациях. Для получения дополнительной информации см. Heiligenschein and Glory (оптический феномен) .

По всей Солнечной системе [ править ]

Существование оппозиционной волны было описано в 1956 году Томом Герелсом во время его исследования отраженного света от астероида. [5] Более поздние исследования Герельса показали, что тот же эффект может быть проявлен в яркости Луны. [6] Он ввел термин «эффект противодействия» для этого явления, но теперь более широко используется более интуитивный «всплеск противодействия».

Начиная с ранних исследований Герельса, для большинства безвоздушных тел Солнечной системы был отмечен всплеск сопротивления. Для тел со значительной атмосферой о таком всплеске не сообщалось.

В случае Луны BJ Buratti et al. предположили, что его яркость увеличивается примерно на 40% между фазовым углом от 4 ° до 0 °, и что это увеличение больше для высокогорных районов с более грубым покрытием, чем для относительно гладких морей . Что касается основного механизма явления, измерения показывают, что эффект противодействия проявляет лишь небольшую зависимость от длины волны: выброс на 3-4% больше на 0,41 мкм, чем на 1,00 мкм. Этот результат предполагает, что основной причиной всплеска лунной оппозиции является скрытие тени, а не когерентное обратное рассеяние. [7]

Из-за эффекта оппозиции более половины (53%) открытий околоземных объектов были сделаны на 3,8% неба, в конусе 22,5 °, обращенном прямо от Солнца, и подавляющее большинство (87%) было сделано на 15% неба в конусе 45 °, обращенном в сторону от Солнца. [8]

См. Также [ править ]

  • Альбедо
  • Функция двунаправленного отражения
  • Призрак Броккена , явно огромная и увеличенная тень наблюдателя, отбрасываемая на верхние поверхности облаков напротив Солнца.
  • Gegenschein
  • Геометрическое альбедо

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хамин-Анттила, штат Калифорния; Пыкко, С. (июль 1972 г.). «Фотометрическое поведение колец Сатурна в зависимости от сатурноцентрических широт Земли и Солнца». Астрономия и астрофизика . 19 (2): 235–247. Bibcode : 1972A&A .... 19..235H .
  2. ^ фон Зилигер, Х. (1887). "Zur Theorie der Beleuchtung der grossen Planeten insbesondere des Saturn". Abh. Байер. Акад. Wiss. Математика. Naturwiss. Kl . 16 : 405–516.
  3. ^ Хапке, Б. Когерентное обратное рассеяние: объяснение необычных радиолокационных свойств спутников внешней планеты Икар 88 : 407: 417.
  4. ^ Янссен, Массачусетс; Le Gall, A .; Уай, LC (2011). «Аномальное обратное рассеяние радара с поверхности Титана?» . Икар . 212 (1): 321–328. Bibcode : 2011Icar..212..321J . DOI : 10.1016 / j.icarus.2010.11.026 . ISSN 0019-1035 . 
  5. ^ Герельс, Т. (1956) " Фотометрические исследования астероидов. V: Кривая блеска и фазовая функция 20 массалий ". Астрофизический журнал 195 : 331-338.
  6. ^ Герельс, Т .; Coffeen, T .; И Оуингс, Д. (1964) " Зависимость поляризации от длины волны. III. Лунная поверхность ". Astron. J. 69 : 826-852.
  7. ^ Burrati, BJ; Hillier, JK; И Ван М. (1996) " Лунный всплеск оппозиции: наблюдения Клементины ". Икар 124 : 490-499.
  8. ^ "Данные сближения с Землей NEO" . Лаборатория реактивного движения НАСА . НАСА . Проверено 7 июля 2018 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Хаябуса наблюдает за противодействием астероида Итокава
  • эффект оппозиции , сайт "Оптика атмосферы". Включает изображение оппозиционной волны на Луне.
  • механизм противодействия , сайт "Оптика атмосферы". Схематическое изображение всплеска оппозиции
  • Страница всплеска оппозиции "The-moon wikispaces"
  • Всплеск оппозиции на кольце B Сатурна, видимый Кассини-Гюйгенсом