相位红化的实验室观测与模拟
地球与行星天体物理
2017-01-23 v1
摘要
许多太阳系天体的可见光反射光谱会随观测几何的变化而变化，其原因尚未完全清楚。通常观察到随着太阳相位角的增加光谱斜率增大（即红化），这种现象称为相位红化。仅在 Viking 1 着陆器对火星表面的一次观测中，观察到红化直至某一相位角，之后出现蓝化，使得反射率比随相位角的变化呈拱形。然而，在实验室实验中，这种拱形经常遇到。为了研究这一点，我们测量了几种常见岩石类型颗粒样品在 400-1000 nm 波长范围内的双向反射率，并进行了光线追踪模拟。我们确认了对于前向散射表面（即由半透明颗粒组成且在颗粒尺度上光滑的表面），以及反射率比随波长从低到高增加的表面，拱形的出现。假设表面光滑的模拟重现了拱形形状。然而，颗粒尺度上的表面粗糙度（例如撒细粉时自发形成的 Hapke 和 van Horn (1963) 所述的“童话城堡”结构）会导致单调红化。这种微观粗糙度形式（不使用显微镜无法分辨）的另一个后果是可见光波长下圆盘函数的平坦化，即 Lommel-Seeliger 型散射。实验进一步揭示了在近红外波长下反射率比的单调红化。模拟未能重现这种特定的红化，我们怀疑这是由颗粒表面的粗糙度引起的。鉴于无大气太阳系天体的表壤由小颗粒组成，我们的结果表明单调红化的普遍性 (...)
引用
@article{arxiv.1701.05822,
title = {Laboratory Observations and Simulations of Phase Reddening},
author = {S. E. Schröder and Y. Grynko and A. Pommerol and H. U. Keller and N. Thomas and T. L. Roush},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.05822},
year = {2017}
}
备注
27 pages, 18 figures