Aumento de la oposición - Opposition surge

La oleada de oposición del suelo lunar retrorreflectante ilumina el área alrededor de la sombra de Buzz Aldrin .

La oleada de oposición (a veces conocida como efecto de oposición , pico de oposición o efecto Seeliger ) es el brillo de una superficie rugosa, o un objeto con muchas partículas , cuando se ilumina directamente detrás del observador. El término se usa más ampliamente en astronomía , donde generalmente se refiere al aumento repentino y notable en el brillo de un cuerpo celeste , como un planeta , una luna o un cometa, cuando su ángulo de fase de observación se acerca a cero. Se llama así porque la luz reflejada de la Luna y Marte parece significativamente más brillante de lo que predice la simple reflectancia lambertiana cuando se encuentra en oposición astronómica . Se han propuesto dos mecanismos físicos para este fenómeno de observación: ocultación de sombras y retrodispersión coherente.

Descripción general

Asteroide 1 Ceres , fotografiado por la nave espacial Dawn en ángulos de fase de 0 °, 7 ° y 33 °. La imagen de la izquierda con un ángulo de fase de 0 ° muestra el aumento de brillo debido al efecto de oposición .

El ángulo de fase se define como el ángulo entre el observador, el objeto observado y la fuente de luz. En el caso del sistema solar, la fuente de luz es el Sol y el observador generalmente se encuentra en la Tierra. En un ángulo de fase cero, el Sol está directamente detrás del observador y el objeto está directamente delante, completamente iluminado.

A medida que disminuye el ángulo de fase de un objeto iluminado por el sol, el brillo del objeto aumenta rápidamente. Esto se debe principalmente al aumento del área iluminada, pero también se debe en parte al brillo intrínseco de la parte que está iluminada por el sol. Esto se ve afectado por factores como el ángulo en el que se observa la luz reflejada por el objeto. Por esta razón, una luna llena es más del doble de brillante que la luna en el primer o tercer cuarto, aunque el área visible iluminada parece ser exactamente el doble de grande.

Mecanismos físicos

Escondite de la sombra

Cuando el ángulo de reflexión está cerca del ángulo en el que los rayos de luz inciden en la superficie (es decir, cuando el sol y el objeto están cerca de la oposición desde el punto de vista del observador), este brillo intrínseco suele estar cerca de su máximo. En un ángulo de fase de cero grados, todas las sombras desaparecen y el objeto queda completamente iluminado. Cuando los ángulos de fase se acercan a cero, hay un aumento repentino en el brillo aparente, y este aumento repentino se denomina aumento de oposición.

El efecto es particularmente pronunciado en las superficies de regolitos de cuerpos sin aire en el sistema solar . La causa principal habitual del efecto es que los pequeños poros y hoyos de una superficie que de otro modo estarían en la sombra en otros ángulos de incidencia se iluminan cuando el observador está casi en la misma línea que la fuente de iluminación. El efecto generalmente solo es visible para un rango muy pequeño de ángulos de fase cercanos a cero. Para los cuerpos cuyas propiedades de reflectancia se han estudiado cuantitativamente, los detalles del efecto de oposición (su fuerza y ​​extensión angular) se describen mediante dos de los parámetros de Hapke . En el caso de los anillos planetarios (como el de Saturno ), una oleada de oposición se debe al descubrimiento de sombras en las partículas del anillo. Esta explicación fue propuesta por primera vez por Hugo von Seeliger en 1887.

Retrodispersión coherente

Una teoría de un efecto adicional que aumenta el brillo durante la oposición es la de la retrodispersión coherente. En el caso de la retrodispersión coherente, la luz reflejada se mejora en ángulos estrechos si el tamaño de los dispersores en la superficie del cuerpo es comparable a la longitud de onda de la luz y la distancia entre las partículas dispersas es mayor que una longitud de onda. El aumento de brillo se debe a que la luz reflejada se combina coherentemente con la luz emitida.

También se han observado con radar fenómenos de retrodispersión coherentes . En particular, observaciones recientes de Titán a 2,2 cm con Cassini han demostrado que se requiere un fuerte efecto de retrodispersión coherente para explicar los altos albedos en longitudes de onda de radar.

Gotitas de agua

En la Tierra, las gotas de agua también pueden crear puntos brillantes alrededor del punto antisolar en diversas situaciones. Para obtener más detalles, consulte Heiligenschein y Glory (fenómeno óptico) .

En todo el sistema solar

La existencia de la oleada de oposición fue descrita en 1956 por Tom Gehrels durante su estudio de la luz reflejada de un asteroide . Los estudios posteriores de Gehrels mostraron que el mismo efecto podría mostrarse en el brillo de la luna. Él acuñó el término "efecto de oposición" para el fenómeno, pero la "oleada de oposición" más intuitiva ahora se usa más ampliamente.

Desde los primeros estudios de Gehrels, se ha observado una oleada de oposición para la mayoría de los cuerpos del sistema solar sin aire. No se ha informado de tal aumento para cuerpos con atmósferas significativas.

En el caso de la Luna , BJ Buratti et al. han sugerido que su brillo aumenta en un 40% entre un ángulo de fase de 4 ° y uno de 0 °, y que este aumento es mayor para las áreas montañosas de superficie más rugosa que para la maría relativamente suave . En cuanto al mecanismo principal del fenómeno, las mediciones indican que el efecto de oposición exhibe solo una pequeña dependencia de la longitud de onda: el aumento es 3-4% mayor a 0,41 μm que a 1,00 μm. Este resultado sugiere que la causa principal de la oleada de oposición lunar es la ocultación de sombras en lugar de la retrodispersión coherente.

Debido al efecto de oposición, más de la mitad (53%) de los descubrimientos de objetos cercanos a la Tierra se realizaron en el 3.8% del cielo, en un cono de 22.5 ° orientado directamente hacia el exterior del Sol, y la gran mayoría (87%) se realizaron en 15% del cielo, en un cono de 45 ° de espaldas al Sol.

Ver también

Referencias

enlaces externos