冲日浪

✍ dations ◷ 2025-04-26 15:31:58 #天文现象,月球科学,光学现象,观测天文学,辐射度学,散射、吸收和辐射转移 (光学)

冲日浪(opposition surge,有时称为冲日效应、冲日尖峰或西利格效应)是当照明直接来自观测者的后方,而在粗糙的表面,或有许多颗粒物体产生的亮光。这个名词广泛的应用在天文学,一般是指天体,如行星、月球或彗星,在观测时的相位角接近零时,亮度突然明显增加的现象。它会如此命名是因为在冲时月球和火星反射的光,比简单的朗伯反射率所预测的亮度出现显著的增加。对这种观测的现象提出了两种物理机制:阴影的隐匿性和相干的反向散射。

相位角的定义是观测者观察的天体和光源之间的角度。在太阳系中,光源是太阳,观测者是坐落在地球上。在相位角为0时,太阳是在观测者的后方,而被观测的天体在前方,因此向着地球的这一面完全被照亮着。

天体的亮度与相位角的关系,当与太阳的相位角迅速地降低,而天体的亮度会急遽的增加。这主要的原因是受光的面积增加,但也有一部分是因为阳光照射部分的内在亮度,影响这个因素的是来自被观测天体反射阳光的角度。因此,可见的被照亮区域确实只有两倍大,但满月光度超过上弦月或下弦月的两倍。

当反射角接近光线击中物体表面的角度时(从观测者的角度看,即当太阳和物体接近冲的位置),通常这个物体的内在亮度是接近其最大值。在相位角是0度时,物体被充分的照明,所有的阴影都会消失。而当相位角趋近于0时,表观亮度还会突然增加,这突然增加的亮度就称为冲日浪。

这种效应在太阳系天体没有大气的风化层表面上特别明显,主要原因是被照明的表面充满了小孔和坑洞,当观察者与光源几乎在同一条线上时,在其它入射角时的阴影处会被照亮。这种效应只有在相位角接近0的很小的范围内才看得见。当对物体的反射性质已进行过定量研究,详细的冲日效应 -其强度和角度- 可以由两个哈普克参数描述。在行星环(例如土星环),冲日浪是肇因于环上粒子的阴影覆盖。这是雨果·冯·泽利格在1887年率先提出的解释。

冲日浪亮度增加的另一个理论是相干散射。在相干散射,如果散射体表面的尺度相当于光的波长,而散射粒子间的距离大于一个波长,反射光会在很窄的角度被增强。亮度的增加是因为所发出的反射光连贯的结合。

相干散射的现象也已经用雷达观测到。特别是,最近卡西尼-惠更斯号使用2.2公分的雷达观测泰坦显示,需要相干散射效应来解释雷达波长的高反照率。

汤姆·格雷尔斯在1956年研究来自一颗小行星的反射光时就描述了冲日浪的存在。格雷尔斯后来的研究显示月球的亮度也有相同的效果。他创造了冲日效应("opposition effect")这个名词描述此一现象,但更直观的冲日浪("opposition surge")现在被更广泛的使用。

自格雷尔斯的研究开始,就注意到冲日浪只出现在没有大气层的太阳系天体,对有大气层的天体则没有这种亮度激增的报告。

在月球,B. J. Buratti 建议在相位角4°和0°之间,亮度增加了40%。这种增加大部分来自表面粗糙的月球高地,而非对平滑的月海。对于这种现象的主要机制,测量显示与波长的依赖性很小:涌浪的3-4%在0.41μm,然后是1.00 μm。此一结果显示冲日浪的主要原因是阴影隐藏而不是相干散射。

相关

  • 外担菌纲实球黑粉菌目 Doassansiales 叶黑粉菌目 Entylomatales 外担菌目 Exobasidiales Georgefischeriales Microstromatales 腥黑粉菌目 Tilletiales外担菌纲(学名:Exobasidiomycet
  • 二氯甲烷二氯甲烷(分子式:CH2Cl2)是低沸点无色液体,是重要的有机溶剂,广泛用于医药、塑料及胶片等工业。无色透明易挥发液体。具有类似醚的刺激性气味。溶于约50倍的水,溶于酚、醛、酮、冰
  • 南方巨兽龙南方巨兽龙属(学名:Giganotosaurus)又名南巨龙、巨兽龙、巨型南美龙,是鲨齿龙科下的一属恐龙,生活于9千8百万至9千7百万年前上白垩纪森诺曼期。其正模化石标本在1993年发现于巴塔
  • 玻璃陶瓷玻璃陶瓷,指原始玻璃加入成核剂,经由晶化热处理,物相结构转变为晶相与玻璃相均匀分布的微晶聚集体。玻璃陶瓷的特性:
  • 南雄南雄市(官方音译:Nanxiong,粤音外文:Nam Hung)是中华人民共和国广东省下辖的一个副地级市,简称“雄”,古称“雄州”、“南雄州”。地当庾岭要口,为南北咽喉,控带群蛮,襟会百越,故以“雄
  • 克萨诺斯克萨诺斯(Xexanoth)是美国小说家霍华德·菲利普·洛夫克拉夫特所创造的克苏鲁神话中的一个邪恶存在。克萨诺斯最早出现在克拉克·A·史密斯(Clark Ashton Smith)的短篇小说
  • 鲍鱼菇鲍鱼菇(学名:),常见的食用菇,属于伞菌目下的侧耳科。鲍鱼菇,又名泡囊侧耳,与蚝菇(平菇)、杏鲍菇同属侧耳属同物异名: Y.H. Han, K.M. Chen & S. Cheng 1974 (synonym)、 (Ellis & E
  • 金宝金宝(马来语:Kampar),位于马来西亚霹雳州金宝县的城镇,坐落于近打河流域(此区拥有丰富的锡矿),旧属于近打县务边和金宝副县,此副县于2009年升格为金宝县。金宝开埠于1887年,是一个锡矿
  • 陨石学会陨石学会(英语:Meteoritical Society)是一个成立于1933年的美国非盈利组织,旨在以研究陨石和其他地球外物质为重心以进一步了解太阳系的形成与演化的行星科学研究与教育。该协会
  • 可冷士类可冷士类(Collins)是一类鸡尾酒,这种鸡尾酒一般要加柠檬汁和糖粉,摇后,装在已经放冰块的坦布勒杯中(Tumbler一种口略大底略小的圆柱杯,容积为250-300毫升),再加满冰镇苏打水饮用。一