albedo geométrico

En astronomía , el albedo geométrico de un cuerpo celeste es la relación entre su brillo real, tal como se observa desde la fuente de luz (es decir, con un ángulo de fase cero ), y el de un disco idealizado plano, totalmente reflectante y de dispersión difusa ( lambertiano ) con la misma sección transversal. (Este ángulo de fase se refiere a la dirección de las trayectorias de la luz y no es un ángulo de fase en su sentido habitual 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. Un ángulo de fase cero corresponde a mirar en la dirección de la iluminación. Para los observadores terrestres, esto ocurre cuando el cuerpo en cuestión está en oposición y sobre la eclíptica .

El albedo geométrico visual se refiere a la magnitud del albedo geométrico cuando se tiene en cuenta únicamente la radiación electromagnética en el espectro visible .

Los materiales superficiales ( regolitos ) de los cuerpos sin atmósfera (de hecho, la mayoría de los cuerpos del Sistema Solar ) son marcadamente no lambertianos y exhiben el efecto de oposición , que es una fuerte tendencia a reflejar la luz directamente hacia su fuente, en lugar de dispersarla difusamente.

El albedo geométrico de estos cuerpos puede ser difícil de determinar debido a esto, ya que su reflectancia presenta un pico pronunciado para un pequeño rango de ángulos de fase cercanos a cero. ^{[ 1 ]} La intensidad de este pico difiere notablemente entre los cuerpos y solo puede determinarse mediante mediciones con ángulos de fase suficientemente pequeños. Estas mediciones suelen ser difíciles debido a la necesidad de colocar al observador con precisión muy cerca de la luz incidente. Por ejemplo, la Luna nunca se observa desde la Tierra con un ángulo de fase exactamente cero, porque entonces está siendo eclipsada. Otros cuerpos del Sistema Solar no se observan generalmente con un ángulo de fase exactamente cero, ni siquiera en oposición , a menos que también se encuentren simultáneamente en el nodo ascendente o descendente de su órbita y, por lo tanto, sobre la eclíptica . En la práctica, las mediciones con ángulos de fase pequeños y 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 parámetros puede extrapolarse a un ángulo de fase cero para obtener una estimación del albedo geométrico.

Para objetos sólidos, brillantes y sin atmósfera, como las lunas de Saturno , Encélado y Tetis , cuya reflectancia total ( albedo de Bond ) es cercana a uno, un fuerte efecto de oposición se combina con el alto albedo de Bond para darles un albedo geométrico superior a la unidad (1,4 en el caso de Encélado). La luz se refleja preferentemente de vuelta a su fuente incluso con ángulos de incidencia bajos , como en el limbo o desde una pendiente, mientras que una superficie lambertiana dispersaría la radiación mucho más ampliamente. Un albedo geométrico superior a la unidad significa que la intensidad de la luz dispersada por unidad de ángulo sólido hacia la fuente es mayor que la posible para cualquier superficie lambertiana.

Las estrellas brillan intrínsecamente, pero también pueden reflejar 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 ambas estrellas. Esta tarea se ha realizado para los dos componentes del sistema Spica, con albedos geométricos de Spica A y B medidos en 0,0361 y 0,0136 respectivamente. ^{[ 2 ]} Los albedos geométricos de las estrellas son generalmente pequeños; para el Sol se espera un valor de 0,001, ^{[ 3 ]} pero para estrellas más calientes o con menor gravedad (es decir, gigantes) se espera que la cantidad de luz reflejada sea varias veces mayor que la de las estrellas del sistema Spica. ^{[ 2 ]}

En el caso hipotético de una superficie plana, el albedo geométrico es el albedo de la superficie cuando la iluminación proviene de un haz de radiación que incide perpendicularmente sobre la superficie.

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: ^{[ 4 ]}

• Albedo
• Anisotropía
• albedo de Bond
• Reflectancia lambertiana

• Glosario del JPL de la NASA
• KP Seidelmann, Ed. (1992) Suplemento explicativo del Almanaque Astronómico , University Science Books, Mill Valley, California.