Бондівське альбедо

Бондівське альбедо (також називається сферичним альбедо, планетарним альбедо та болометричним альбедо) — частка потужності загального електромагнітного випромінювання, що падає на астрономічну тіло, яке розкидається назад у космос. Назване на честь американського астронома Джорджа Філіпса Бонда (1825–1865), який першим запропонував його.

Оскільки бондівське альбедо враховує все світло, розсіяне тілом на всіх довжинах хвиль і під усіма фазовими кутами, саме воно визначає, скільки енергії поглинає тіло. Це, своєю чергою, має вирішальне значення для визначення рівноважної температури тіла.

Оскільки тіла у зовнішній Сонячній системі завжди спостерігаються під дуже низькими фазовими кутами від Землі, єдині надійні дані для вимірювання їхнього бондівського альбедо надходять із космічних кораблів.

Фазовий інтеграл

Бондівське альбедо A пов’язане з геометричним альбедо p формулою

,

де q називається фазовим інтегралом і визначається через світловий потік I (α), розсіяний у фазовому куті α, усереднений за всіма довжинами хвиль і азимутальними кутами, формулою

Фазовий кут α — це кут між джерелом випромінювання (зазвичай Сонцем) і напрямком спостереження. Він змінюється від нуля (для світла, розсіяного назад до джерела) до 180° (для випадку, коли спостережуване тіло знаходиться між джерелом і спостерігачем). Наприклад, під час протистояння планети або при погляді на повний місяць α дуже малий, тоді як об’єкти, освітлені ззаду, або молодий місяць мають α, близьке до 180°.

Приклади

Бондівське альбедо має значення строго між 0 і 1, оскільки воно включає все можливе розсіяне світло (але не випромінювання від самого тіла). Це відрізняється від інших визначень альбедо, таких як геометричне альбедо, яке може бути вище 1. Загалом, однак, бондівське альбедо може бути більшим або меншим за геометричне альбедо, залежно від властивостей поверхні та атмосфери відповідного тіла.

Деякі приклади[1]:

Name Бондівське альбедо Видиме геометричне альбедо
Меркурій[2][3] 0.088 0.088
 
 0.142 0.142
 
Венера[4][3] 0.76 0.76
 
 0.689 0.689
 
Земля[5][3] 0.306 0.306
 
 0.434 0.434
 
Місяць[6] 0.11 0.11
 
 0.12 0.12
 
Марс[7][3] 0.25 0.25
 
 0.17 0.17
 
Юпітер[8][3] 0.503 0.503
 
 0.538 0.538
 
Сатурн[9][3] 0.342 0.342
 
 0.499 0.499
 
Енцелад[10][11] 0.81 0.81
 
 1.38 1.38
 
Уран[12][3] 0.300 0.3
 
 0.488 0.488
 
Нептун[13][3] 0.290 0.29
 
 0.442 0.442
 
Плутон 0.4 0.4
 
 0.44–0.61 0.44
 
 
Ерида[14] 0.99 0.99
 
 0.96 0.96
 

Див. також

Примітки

  1. ↑ Albedo of the Earth
  2. ↑ Mallama, Anthony (2017). The spherical bolometric albedo for planet Mercury. arXiv:1703.02670 [astro-ph.EP].
  3. ↑ а б в г д е ж и Mallama, Anthony; Krobusek, Bruce; Pavlov, Hristo (2017). Comprehensive wide-band magnitudes and albedos for the planets, with applications to exo-planets and Planet Nine. Icarus. 282: 19—33. arXiv:1609.05048. Bibcode:2017Icar..282...19M. doi:10.1016/j.icarus.2016.09.023. S2CID 119307693.
  4. ↑ Haus, R. та ін. (July 2016). Radiative energy balance of Venus based on improved models of the middle and lower atmosphere (PDF). Icarus. 272: 178—205. Bibcode:2016Icar..272..178H. doi:10.1016/j.icarus.2016.02.048.
  5. ↑ Williams, David R. (1 вересня 2004). Earth Fact Sheet. NASA. Процитовано 9 серпня 2010.
  6. ↑ Williams, David R. (25 квітня 2014). Moon Fact Sheet. NASA. Процитовано 2 березня 2015.
  7. ↑ Mars Fact Sheet, NASA
  8. ↑ Li, Liming та ін. (2018). Less absorbed solar energy and more internal heat for Jupiter. Nature Communications. 9 (1): 3709. Bibcode:2018NatCo...9.3709L. doi:10.1038/s41467-018-06107-2. PMC 6137063. PMID 30213944.
  9. ↑ Hanel, R.A. та ін. (1983). Albedo, internal heat flux, and energy balance of Saturn. Icarus. 53 (2): 262—285. Bibcode:1983Icar...53..262H. doi:10.1016/0019-1035(83)90147-1.
  10. ↑ Howett, Carly J. A.; Spencer, John R.; Pearl, J. C.; Segura, M. (2010). "Thermal inertia and bolometric Bond albedo values for Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea and Iapetus as derived from Cassini/CIRS measurements". Icarus. 206 (2): 573–593. Bibcode:2010Icar..206..573H. doi:10.1016/j.icarus.2009.07.016.
  11. ↑ See the discussion here for explanation of this unusual value above one.
  12. ↑ Pearl, J.C. та ін. (1990). The albedo, effective temperature, and energy balance of Uranus, as determined from Voyager IRIS data. Icarus. 84 (1): 12—28. Bibcode:1990Icar...84...12P. doi:10.1016/0019-1035(90)90155-3.
  13. ↑ Pearl, J.C. та ін. (1991). The albedo, effective temperature, and energy balance of Neptune, as determined from Voyager data. J. Geophys. Res. 96: 18, 921—18, 930. Bibcode:1991JGR....9618921P. doi:10.1029/91JA01087.
  14. ↑ Verbiscer, Anne J.; Helfenstein, Paul; Porter, Simon B.; Benecchi, Susan D.; Kavelaars, J. J.; Lauer, Tod R.; et al. (April 2022). "The Diverse Shapes of Dwarf Planet and Large KBO Phase Curves Observed from New Horizons". The Planetary Science Journal. 3 (4): 31. Bibcode:2022PSJ.....3...95V. doi:10.3847/PSJ/ac63a6.

Посилання