En astronomía , el albedo geométrico de un cuerpo celeste es la relación entre su brillo real visto desde la fuente de luz (es decir, con un ángulo de fase cero ) y el de un disco plano idealizado , completamente reflectante y de dispersión difusa ( lambertiano ) con la misma cruz. -sección. (Este ángulo de fase se refiere a la dirección de las trayectorias de la luz y no es un ángulo de fase en su significado normal en óptica o electrónica ).
La dispersión difusa implica que la radiación se refleja isotrópicamente sin memoria de la ubicación de la fuente de luz incidente. El ángulo de fase cero corresponde a mirar a lo largo de la dirección de iluminación. Para los observadores terrestres, esto ocurre cuando el cuerpo en cuestión está en oposición y en la eclíptica .
El albedo geométrico visual se refiere a la cantidad de albedo geométrico cuando se tiene en cuenta solo la radiación electromagnética en el espectro visible .
Cuerpos sin aire
Los materiales de la superficie ( regolitos ) de los cuerpos sin aire (de hecho, la mayoría de los cuerpos en el Sistema Solar ) son fuertemente no lambertianos y exhiben el efecto de oposición , que es una fuerte tendencia a reflejar la luz directamente de regreso a su fuente, en lugar de dispersarse. luz difusa.
El albedo geométrico de estos cuerpos puede ser difícil de determinar debido a esto, ya que su reflectancia alcanza su punto máximo para un pequeño rango de ángulos de fase cercanos a cero. [1] La fuerza de este pico difiere notablemente entre los cuerpos y solo se puede encontrar haciendo mediciones en ángulos de fase lo suficientemente pequeños. Estas mediciones suelen ser difíciles debido a la necesaria ubicación precisa del observador muy cerca de la luz incidente. Por ejemplo, la Luna nunca se ve desde la Tierra en un ángulo de fase exactamente cero, porque entonces está siendo eclipsada. Otros cuerpos del Sistema Solar no se ven en general en un ángulo de fase exactamente cero incluso en oposición , a menos que también estén ubicados simultáneamente en el nodo ascendente o descendente.de su órbita, y por lo tanto se encuentran en la eclíptica . En la práctica, las mediciones en ángulos de fase pequeños distintos de cero se utilizan para derivar los parámetros que caracterizan las propiedades de reflectancia direccional del cuerpo ( parámetros de Hapke ). La función de reflectancia descrita por estos se puede extrapolar al ángulo de fase cero para obtener una estimación del albedo geométrico.
Por muy brillante, sólido, sin aire objetos tales como Saturno lunas 's Encelado y Tethys , cuya reflectancia total ( albedo Bond ) está cerca de uno, un fuerte efecto de oposición se combina con el alto Bond albedo para darles un albedo geométrico encima de la unidad (1.4 en el caso de Encelado). La luz se refleja preferentemente directamente de regreso a su fuente, incluso con un ángulo de incidencia bajo , como en la extremidad o desde una pendiente, mientras que una superficie lambertiana dispersaría la radiación de manera mucho más amplia. Un albedo geométrico por encima de la unidad significa que la intensidad de la luz dispersada por unidad de ángulo sólido hacia la fuente es más alta de lo que es posible para cualquier superficie lambertiana.
Estrellas
Las estrellas brillan intrínsecamente, pero también pueden reflejar la luz. En un sistema estelar binario cercano, la polarimetría se puede utilizar para medir la luz reflejada de una estrella sobre otra (y viceversa) y, por lo tanto, también los albedos geométricos de las dos estrellas. Esta tarea se ha logrado para los dos componentes del sistema Spica, con el albedo geométrico de Spica A y B medido como 0.0361 y 0.0136 respectivamente. [2] Los albedos geométricos de las estrellas son en general pequeños, para el Sol se espera un valor de 0,001, [3] pero para estrellas más calientes o de menor gravedad (es decir, gigantes), se espera que la cantidad de luz reflejada sea varias veces mayor que la de las estrellas en el sistema Spica. [4]
Definiciones equivalentes
Para el caso hipotético de una superficie plana, el albedo geométrico es el albedo de la superficie cuando la iluminación es proporcionada por un haz de radiación que llega perpendicular a la superficie.
Ejemplos
El albedo geométrico puede ser mayor o menor que el albedo de Bond, dependiendo de las propiedades superficiales y atmosféricas del cuerpo en cuestión. Algunos ejemplos: [5]
Nombre Bond albedo Albedo geométrico visual Mercurio [6] [7] 0.088 0,142 Venus [8] [7] 0,76 0,689 Tierra [9] [7] 0.306 0.434 Luna [10] [10] 0,11 0,12 Marte [11] [7] 0,25 0,17 Júpiter [12] [7] 0.503 0.538 Saturno [13] [7] 0.342 0,499 Encelado [14] 0,8 1.4 Urano [15] [7] 0.300 0,488 Neptuno [16] [7] 0,290 0,442 Plutón 0.4 0,44-0,61 Eris - 0,96
Ver también
- Albedo
- Anisotropía
- Bond albedo
- Superficie lambertiana
Referencias
- Glosario JPL de la NASA
- KP Seidelmann, Ed. (1992) Suplemento explicativo del Almanaque astronómico , Libros de ciencia universitarios, Mill Valley, California.
- ^ Véase, por ejemplo, esta discusión sobre el albedo lunar Archivado el 13 de abril de 2009 en la Wayback Machine por Jeff Medkeff.
- ^ Bailey, Jeremy; Algodón, Daniel V; Kedziora-Chudczer, Lucyna; De Horta, Ain; Maybour, Darren (1 de abril de 2019). "Luz reflejada polarizada del sistema binario Spica". Astronomía de la naturaleza . 3 (7): 636–641. arXiv : 1904.01195 . Código Bibliográfico : 2019NatAs ... 3..636B . doi : 10.1038 / s41550-019-0738-7 .
- ↑ Gilbert, Lachlan (2 de abril de 2019). "Los científicos demuestran que las estrellas binarias reflejan la luz entre sí" . Sala de prensa de la UNSW . UNSW . Consultado el 2 de abril de 2019 .
- ^ Bailey, Jeremy; Algodón, Daniel V; Kedziora-Chudczer, Lucyna; De Horta, Ain; Maybour, Darren (1 de abril de 2019). "Luz reflejada polarizada del sistema binario Spica". Astronomía de la naturaleza . 3 (7): 636–641. arXiv : 1904.01195 . Código Bibliográfico : 2019NatAs ... 3..636B . doi : 10.1038 / s41550-019-0738-7 .
- ^ Albedo de la Tierra
- ↑ Mallama, Anthony (2017). "El albedo bolométrico esférico del planeta Mercurio". arXiv : 1703.02670 .
- ^ a b c d e f g h Mallama, Anthony; Krobusek, Bruce; Pavlov, Hristo (2017). "Magnitudes integrales de banda ancha y albedos para los planetas, con aplicaciones a exoplanetas y al Planeta Nueve". Ícaro . 282 : 19–33. Bibcode : 2017Icar..282 ... 19M . doi : 10.1016 / j.icarus.2016.09.023 .
- ^ Haus, R .; et al. (Julio de 2016). "Balance de energía radiativa de Venus basado en modelos mejorados de la atmósfera media y baja". Ícaro . 272 : 178-205. Código bibliográfico : 2016Icar..272..178H . doi : 10.1016 / j.icarus.2016.02.048 .
- ↑ Williams, David R. (1 de septiembre de 2004). "Hoja de datos de la Tierra" . NASA . Consultado el 9 de agosto de 2010 .
- ↑ a b Williams, David R. (25 de abril de 2014). "Hoja informativa sobre la luna" . NASA . Consultado el 2 de marzo de 2015 .
- ^ Hoja de datos de Marte, NASA
- ^ Li, encalado; et al. (2018). "Menos energía solar absorbida y más calor interno para Júpiter" . Comunicaciones de la naturaleza . 9 : 3709. Bibcode : 2018NatCo ... 9.3709L . doi : 10.1038 / s41467-018-06107-2 . PMC 6137063 . PMID 30213944 .
- ^ Hanel, RA; et al. (1983). "Albedo, flujo de calor interno y balance energético de Saturno". Ícaro . 53 : 262. Bibcode : 1983Icar ... 53..262H . doi : 10.1016 / 0019-1035 (83) 90147-1 .
- ^ Consulte la discusión aquí para obtener una explicación de este valor inusual por encima de uno.
- ^ Pearl, JC; et al. (1990). "El albedo, la temperatura efectiva y el balance energético de Urano, según lo determinado a partir de los datos de la Voyager IRIS". Ícaro . 84 : 12-28. Código Bibliográfico : 1990Icar ... 84 ... 12P . doi : 10.1016 / 0019-1035 (90) 90155-3 .
- ^ Pearl, JC; et al. (1991). "El albedo, la temperatura efectiva y el balance energético de Neptuno, según lo determinado a partir de los datos de la Voyager". J. Geophys. Res . 96 : 18, 921-18, 930. Bibcode : 1991JGR .... 9618921P . doi : 10.1029 / 91JA01087 .
