Чому альбедо Енцелада більше 1?

Енцелад, один із супутників Сатурна, має геометричний альбедо 1,38 та альбедо зв’язку 0,81. Як може геометричний альбедо Енцелада бути більшим за одиницю? Які схожість чи відмінності між геометричним альбедо та зв’язковим альбедо?

Щоб відповісти на це, треба справді зрозуміти, як визначаються геометричні та зв’язані альбедо. Почнемо з облігації альбедо з моменту її простішого.

Бонд Альбедо

Бонд альбедо тільки частина енергії удару поверхні , яка отримує своє відображення. Щоб спростити процес, скажімо, я знімаю 100 фотонів всієї енергії у Енцелада. З тих 100 фотонів, які потрапили на поверхню, 81 з них буде відбито назад, а 19 з них будуть поглинені. Це означає, що облігаційним альбедо буде$81/100 = 0.81$.

Просте так? Таким чином, альбедо зв’язку ніколи не може бути більшим за 1, оскільки ви, очевидно, не можете відобразити назад більше фотонів, ніж отримали. Це означає, що альбедо зв’язку з нуля означає, що світла не відбивалося і все воно поглиналося, тоді як альбедо зв’язку одного означає, що все світло відбивалося і світло не поглиналося.

Геометричний Альбедо

Визначення геометричного альбедо дещо складніше. Перше, що ви повинні усвідомити, це те, що це не прямий нуль до однієї шкали. Геометричний альбедо одиниці не означає, що все світло відбивалося так, як це робилося для облігаційного альбедо. Тож спробуємо визначити геометричний альбедо.

Є два важливі моменти щодо геометричного альбедо, які відрізняють його від альбедо зв'язку.

Щодо альбедо зв'язку, ми говорили виключно про загальну кількість падаючого світла та загальну кількість відбитого світла. Це нічого не говорить про спостерігача зазначеного світла. У нас просто є якийсь магічний спосіб знати про кожен фотон, який потрапляє і відбивається вашою поверхнею, і це дозволяє нам обчислити альбедо відповідно до визначення альбедо зв'язку. З іншого боку, геометричний альбедо враховує вашу здатність спостерігати світло з певної точки зору.

Другий головний момент полягає в тому, що геометричний альбедо - це міра того, наскільки добре ваша поверхня відбивала світло назад до вас порівняно з еталонною поверхнею. Уявіть, зараз у вас дві поверхні, одна - поверхня Енцелада, а друга - ваша "опорна поверхня". Ця опорна поверхня є "ідеалізованим" відбивачем, що означає, що вона відображає кожен фотон, який потрапив у нього (змусивши його мати альбедо зв'язку 1). Ключовим тут є те, що воно відбиває світло ізотропно. Я маю на увазі те, що світло не відбивається в будь-якому бажаному напрямку, а швидше відбивається у всіх напрямках однаково. Отже, у вас 100 фотонів потрапляють на вашу опорну поверхню, і всі 100 фотонів відбиваються, але, оскільки всі вони відображені у випадкових напрямках, лише 10 фотонів насправді потрапляють до вашої камери / ока / детектора. Що може статися з Енцеладом, це те, що поверхня має лише правильні властивості, такі, що 100 фотонів потрапляють на поверхню,переважно відбиває світло в конкретному напрямку . Він надсилає у ваш детектор більше фотонів, ніж еталонну поверхню. Геометричний альбедо - це відношення того, скільки світла відбивається на вашому детекторі Енцеладом, скільки саме світла відбивається на ваш детектор опорною поверхнею. В цьому випадку,$14/10 = 1.4$.

Одним невеликим, додатковим моментом, є те, що це визначення покладається на те, що ваш детектор знаходиться в тому ж напрямку, що і ваш джерело світла. Іншими словами, геометричний альбедо - це міра того, наскільки ваша поверхня може рефлексувати (тобто відбиватися назад до джерела фотонів) порівняно з еталонною поверхнею. Технічно геометричний альбедо досягає максимального значення, коли ваша поверхня складається з ретрорефлекторів.