반대 급증

Opposition surge
역반사성 토양에서 반대파가 급증하면 버즈 알드린의 그림자 주변이 밝아진다.

반대급부(반대급부 효과, 반대급부 스파이크 또는 젤리거[1] 효과라고도 함)는 관찰자 바로 뒤에서 조명을 받으면 거친 표면, 입자가 많은 물체가 밝아지는 것이다. 이 용어는 천문학에서 가장 널리 쓰이고 있는데, 일반적으로 관측 위상각이 0에 가까워지면서 행성, , 혜성과 같은 천체의 밝기가 갑자기 눈에 띄게 증가하는 것을 가리킨다. 화성에서 반사된 빛이 천문학적 반대일 때 단순한 램버트 반사가 예측한 것보다 훨씬 밝게 보이기 때문에 붙여진 이름이다. 이러한 관찰 현상에 대해 두 가지 물리적 메커니즘이 제안되었다: 그림자 은닉과 일관성 있는 백스캐터.

개요

소행성 1 세레스0°, 7°, 33°의 위상 각도에서 던 우주선에 의해 이미징되었다. 0° 위상 각도의 왼쪽 이미지는 반대 효과로 인한 밝기 서지도를 나타낸다.

위상 각도는 관찰자, 관측 대상 및 광원 사이의 각도로 정의된다. 태양계의 경우 광원은 태양이며 관찰자는 일반적으로 지구상에 있다. 제로 위상 각도에서 태양은 관측자 바로 뒤에 있고 물체는 바로 앞에 완전히 빛을 발한다.

태양이 비추는 물체의 위상각이 감소함에 따라 물체의 밝기는 급격히 증가한다. 이는 주로 조명이 켜지는 면적이 늘어난 탓도 있지만, 부분적으로 햇빛에 비치는 부분의 본질적인 밝기 때문이기도 하다. 이것은 물체에서 반사된 빛이 관찰되는 각도 같은 요인에 의해 영향을 받는다. 이 때문에 조명이 들어오는 가시 면적이 정확히 두 배인 것처럼 보여도 보름달은 1분위나 3분위 때 달보다 두 배 이상 밝다.

물리 메커니즘

그림자 숨기기

반사각이 빛의 광선이 표면에 닿는 각도(즉, 태양과 물체가 관찰자의 관점에서 반대편에 가까울 때)에 가까울 때, 이 내적 밝기는 보통 최대치에 가깝다. 0도의 위상각에서는 모든 그림자가 사라지고 물체가 완전히 조명된다. 위상 각도가 0에 가까워지면 겉보기 밝기가 갑자기 증가하는데, 이 급격한 증가는 반대 급상승이라고 한다.

그 영향은 특히 태양계 내 무공기 체질의 재석 표면에 뚜렷하게 나타난다. 일반적으로 그 효과의 주요 원인은 관찰자가 광원과 거의 같은 선에 있을 때 다른 입사각에서 그림자에 있을 표면의 작은 모공과 구덩이가 점등되는 것이다. 효과는 대개 0에 가까운 위상 각도의 매우 작은 범위에 대해서만 나타난다. 반사 특성(reflectance properties)을 정량적으로 연구한 기관의 경우, 반대 효과(강도와 각도 범위)의 세부사항은 Hapke 매개변수 중 두 가지로 설명된다. 행성 고리(토성 고리 등)의 경우, 반대가 급증하는 것은 고리 입자의 그림자가 드러나기 때문이다. 이 설명은 1887년 휴고실라이거에 의해 처음 제안되었다.[2]

일관성 있는 백스캐터

반대 시 밝기를 높이는 추가 효과에 대한 이론은 일관성 있는 백스캐터 이론이다.[3] 일관성 있는 백스캐터(backscatter)의 경우, 몸 표면의 산란자의 크기가 빛의 파장에 필적하고 산란 입자 사이의 거리가 파장보다 클 경우 반사된 빛을 좁은 각도에서 강화한다. 밝기의 증가는 반사된 빛이 방출된 빛과 일관성 있게 결합하기 때문이다.

레이더로 일관성 있는 백스캐터 현상도 관찰됐다. 특히 최근 카시니와 2.2cm의 타이탄을 관측한 결과 레이더 파장에서 높은 알베도를 설명하기 위해서는 강력한 일관성 있는 백스캐터 효과가 필요한 것으로 나타났다.[4]

물방울

지구에서 물방울은 또한 다양한 상황에서 반소극점 주위에 밝은 점들을 만들 수 있다. 자세한 내용은 헤이리겐쉐인과 글로리(광학 현상)를 참조하십시오.

태양계 전체

반대파의 급증의 존재는 1956년 톰 게렐스소행성으로부터 반사된 빛을 연구하는 동안 설명되었다.[5] 게릴스의 후기 연구는 같은 효과가 달의 밝기에서도 나타날 수 있다는 것을 보여주었다.[6] 그는 이 현상에 대해 '반대 효과'라는 용어를 만들었지만, 보다 직관적인 '반대 급증'이 이제는 더 널리 사용되고 있다.

게릴스의 초기 연구 이후 대부분의 무공기 태양계 기관에서 반대급부가 급증했다. 대기 중 유의미한 물체를 대상으로 한 이 같은 급상승은 보고되지 않았다.

의 경우 B. J. 부라티 등. 위상각 4°와 0° 중 하나 사이에 밝기가 약 40% 증가하며, 이 증가가 상대적으로 부드러운 마리아보다 거칠고 높은 고원의 경우 더 크다고 제안했다. 현상의 주요 메커니즘에 대해서는, 측정 결과, 상대 효과가 작은 파장 의존만 보인다는 것을 알 수 있는데, 파장은 1.00 μm보다 0.41 μm에서 3-4% 더 크다. 이 결과는 달 야당 폭등의 주된 원인이 일관성 있는 백스캐터라기보다는 그늘진 데 있다는 것을 시사한다.[7]

근지구 물체 발견의 절반 이상(53%)은 하늘의 3.8%에서 태양과 직접 마주보는 22.5° 원뿔에서, 대다수(87%)는 태양과 마주보는 45° 원뿔에서 이뤄졌다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ Hameen-Anttila, K.A.; Pyykko, S. (July 1972). "Photometric behaviour of Saturn's rings as a function of the saturnocentric latitudes of the Earth and the Sun". Astronomy and Astrophysics. 19 (2): 235–247. Bibcode:1972A&A....19..235H.
  2. ^ von Seeliger, H. (1887). "Zur Theorie der Beleuchtung der grossen Planeten insbesondere des Saturn". Abh. Bayer. Akad. Wiss. Math. Naturwiss. Kl. 16: 405–516.
  3. ^ 햅케, B. 일관성 있는 백스캐터: 외부 행성 위성 이카루스 88: 407:417의 특이한 레이더 특성에 대한 설명
  4. ^ Janssen, M.A.; Le Gall, A.; Wye, L.C. (2011). "Anomalous radar backscatter from Titan's surface?". Icarus. 212 (1): 321–328. Bibcode:2011Icar..212..321J. doi:10.1016/j.icarus.2010.11.026. ISSN 0019-1035.
  5. ^ 게렐스, T. (1956) " 소행성의 측광학 연구 V: 20 Massalia의 광원위상 기능". 천체물리학 저널 195: 331-338.
  6. ^ Gehrels, T.; Coffeen, T. & Owings, D. (1964) "파장 의존성 양극화 III. 표면" 우주 비행사. J. 69: 826-852.
  7. ^ 부르라티, B. J.; 힐리어, J. K. & Wang, M. (1996) "음력 반대 급상승: 클레멘타인의 관측" 이카루스 124: 490-499.
  8. ^ "NEO Earth Close Approach data". NASA JPL. NASA. Retrieved 7 July 2018.

외부 링크