Почему альбедо Энцелада больше 1?

Энцелад, один из спутников Сатурна, имеет геометрическое альбедо 1,38 и альбедо связи 0,81. Как геометрическое альбедо Энцелада может быть больше единицы? Каковы сходства или различия между геометрическим альбедо и альбедо связи?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно действительно понять, как определяются геометрические и альбедо связей. Давайте начнем с альбедо связи, так как это проще.

Бонд Альбедо

Бонд альбедо только часть энергии удара поверхности , которая получает свое отражение. Чтобы упростить процесс, скажем, я снимаю 100 фотонов с одинаковой энергией в Энцеладе. Из этих 100 фотонов, попавших на поверхность, 81 из них будет отражен назад, а 19 из них будут поглощены. Это означает, что альбедо облигаций будет .$81/100 = 0.81$

Просто верно? Таким образом, альбедо связи никогда не может быть больше 1, потому что вы, очевидно, не можете отразить больше фотонов, чем получили. Это означает, что альбедо связи с нулем подразумевает, что свет не был отражен, и весь он был поглощен, тогда как альбедо связи с одним подразумевает, что весь свет был отражен, и свет не был поглощен.

Геометрический Альбедо

Определение геометрического альбедо немного сложнее. Первое, что вы должны понять, это то, что это не прямая ноль в одну шкалу. Геометрическое альбедо одного не означает, что весь свет был отражен, как это было для альбедо связи. Итак, давайте попробуем определить геометрическое альбедо.

У геометрического альбедо есть два важных момента, которые отличают его от альбедо связей.

Для альбедо о связях мы говорили исключительно об общем количестве падающего света и общем количестве отраженного света. Это ничего не говорит о наблюдателе указанного света. У нас просто есть волшебный способ узнать о каждом фотоне, который попадает и отражается от вашей поверхности, и это позволяет нам вычислить альбедо в соответствии с определением альбедо связи. С другой стороны, геометрическое альбедо учитывает вашу способность наблюдать свет с определенной точки зрения.

Вторым важным моментом является то, что геометрическое альбедо является мерой того, насколько хорошо ваша конкретная поверхность отражала свет обратно к вам по сравнению с эталонной поверхностью., Представьте, что теперь у вас есть две поверхности, одна из которых - поверхность Энцелада, другая - ваша «опорная поверхность». Эта эталонная поверхность является «идеализированным» отражателем, что означает, что она отражает каждый фотон, который ударяется о нее (делая ее альбедо связи 1). Ключевым моментом здесь является то, что он отражает свет изотропно. Под этим я подразумеваю, что свет не отражается ни в каком предпочтительном направлении, а отражается во всех направлениях одинаково. Итак, теперь у вас есть 100 фотонов, попадающих на опорную поверхность, и все 100 фотонов отражаются, но поскольку все они отражаются в случайных направлениях, только 10 фотонов попадают в вашу камеру / глаз / детектор. Что может случиться с Энцеладом, так это то, что поверхность обладает именно такими свойствами, что 100 фотонов попадают на поверхность,преимущественно отражает свет в определенном направлении . Он посылает больше фотонов на ваш детектор, чем опорная поверхность. Геометрическое альбедо - это отношение количества света, отражаемого вашим детектором Энцеладом, к количеству света, отражаемого вашим детектором эталонной поверхностью. В этом случае .$14/10 = 1.4$

Еще один маленький дополнительный момент: это определение основано на том, что ваш детектор находится в том же направлении, что и ваш источник света. Другими словами, геометрическое альбедо является мерой того, сколько ваша поверхность может отражать ретро (т.е. отражать обратно к источнику фотонов) по сравнению с эталонной поверхностью. Технически, геометрическое альбедо достигает максимального значения, когда ваша поверхность состоит из ретрорефлекторов.