¿Por qué el albedo de Encelado es mayor que 1?

Encelado, una de las lunas de Saturno, tiene un albedo geométrico de 1,38 y un albedo de enlace de 0,81. ¿Cómo puede el albedo geométrico de Encelado ser mayor que uno? ¿Cuáles son las similitudes o diferencias entre un albedo geométrico y un albedo de enlace?

Para responder a esto, uno realmente tiene que entender cómo se definen los albedos geométricos y de enlace. Comencemos con el enlace albedo ya que es más simple.

Bond Albedo

El Bond Albedo es solo la fracción de energía que golpea una superficie que se refleja. Para simplificar el proceso, digamos que disparo 100 fotones de la misma energía en Encelado. De esos 100 fotones que golpean la superficie, 81 de ellos se reflejarán y 19 serán absorbidos. Eso significa que el albedo del enlace será .$81/100 = 0.81$

Simple derecho? Como tal, el albedo de enlace nunca puede ser mayor que 1 porque obviamente no puede reflejar más fotones de los que recibió. Esto significa que un albedo de enlace de cero implica que no se reflejó luz y que todo se absorbió, mientras que un albedo de enlace de uno implica que toda la luz se reflejó y que no se absorbió ninguna luz.

Albedo Geométrico

La definición del albedo geométrico es un poco más complicada. Sin embargo, lo primero que debe tener en cuenta es que no es una escala de cero a una recta. Un albedo geométrico de uno no significa que toda la luz se reflejó como lo hizo para el albedo de enlace. Así que tratemos de definir el albedo geométrico.

Hay dos puntos importantes sobre el albedo geométrico que lo hacen diferente del albedo de enlace.

Para el albedo de enlace, hablamos únicamente sobre la cantidad total de luz incidente y la cantidad total de luz reflejada. Esto no dice nada sobre un observador de dicha luz. Simplemente tenemos una forma mágica de conocer cada fotón que impacta y se refleja en su superficie y que nos permite calcular el albedo de acuerdo con la definición del albedo de enlace. El albedo geométrico, por otro lado, tiene en cuenta específicamente su capacidad para observar la luz desde un punto de vista específico.

El segundo punto importante es que el albedo geométrico es una medida de qué tan bien su superficie particular reflejó la luz hacia usted en comparación con una superficie de referencia. Imagine que ahora tiene dos superficies, una es la superficie de Encelado, la otra es su "superficie de referencia". Esta superficie de referencia es un reflector "idealizado", lo que significa que refleja cada fotón que lo golpea (por lo que tiene un albedo de enlace de 1). Sin embargo, la clave aquí es que refleja la luz isotrópicamente. Lo que quiero decir con eso es que la luz no se refleja en ninguna dirección preferida, sino que se refleja en todas las direcciones por igual. Entonces, ahora tiene sus 100 fotones golpeando su superficie de referencia y los 100 fotones se reflejan, pero debido a que todos se reflejan en direcciones aleatorias, solo 10 fotones llegan a su cámara / ojo / detector. Sin embargo, lo que puede suceder con Encelado es que la superficie tiene las propiedades correctas, de modo que 100 fotones golpean la superficie,preferentemente refleja la luz en una dirección específica . Está enviando más fotones a su detector que la superficie de referencia. El albedo geométrico es la relación entre la cantidad de luz reflejada en su detector por Encelado sobre la cantidad de luz reflejada en su detector por la superficie de referencia. En este caso, .$14/10 = 1.4$

Un pequeño punto adicional es que esta definición depende de que su detector esté en la misma dirección que su fuente de luz. En otras palabras, el albedo geométrico es una medida de cuánto puede retroreflexionar su superficie (es decir, reflejar de nuevo a la fuente de los fotones) en comparación con la superficie de referencia. Técnicamente, el albedo geométrico alcanza un valor máximo cuando su superficie está compuesta de retroreflectores.