Brillo del planeta
Brillo planetario es la iluminación tenue, por la luz del sol reflejada por un planeta, de todo o parte del lado oscuro de cualquier luna que orbita alrededor del cuerpo. Planetlight es el reflejo difuso de la luz solar de un planeta, cuyo albedo se puede medir.
El ejemplo más conocido y observado de brillo planetario es el brillo terrestre en la Luna, que es más visible desde el lado nocturno de la Tierra cuando la fase lunar es creciente o casi nueva, sin el brillo atmosférico del cielo diurno. Por lo general, esto da como resultado que el lado oscuro de la Luna esté bañado por una luz tenue.
También se ha observado Planetshine en otras partes del Sistema Solar. En particular, la sonda espacial Cassini usó el brillo de Saturno para obtener imágenes de porciones de las lunas del planeta, incluso cuando no reflejan la luz solar directa. La sonda espacial New Horizons utilizó de manera similar el brillo de Caronte para descubrir variaciones de albedo en el lado oscuro de Plutón.
Aunque utilizó un modelo geocéntrico en el año 510 d. C., el matemático y astrónomo indio Aryabhata fue el primero en explicar correctamente cómo los planetas y las lunas no tienen luz propia, sino que brillan debido al reflejo de la luz solar en su Aryabhatiya.
Brillo de la tierra
El brillo de la Tierra es la luz de la Tierra visible reflejada desde el lado nocturno de la Luna. También se conoce como el resplandor ceniciento de la Luna o como "la Luna nueva con la Luna vieja en el brazo".
El brillo de la tierra es más visible desde unas pocas noches antes hasta algunas noches después de la luna nueva, durante la fase creciente (creciente o menguante). Cuando la fase lunar es nueva vista desde la Tierra, la Tierra aparecería casi completamente iluminada por el sol desde la Luna. La luz del sol se refleja desde la Tierra hacia el lado nocturno de la Luna. El lado nocturno parece brillar débilmente y todo el disco de la Luna está débilmente iluminado.
Leonardo da Vinci explicó el fenómeno a principios del siglo XVI cuando se dio cuenta de que tanto la Tierra como la Luna reflejan la luz solar al mismo tiempo. La luz se refleja de la Tierra a la Luna y de regreso a la Tierra como brillo terrestre.
Earthshine se utiliza para ayudar a determinar el albedo actual de la Tierra. Los datos se utilizan para analizar la cobertura global de nubes, un factor climático. Los océanos reflejan la menor cantidad de luz, aproximadamente el 10%. La tierra refleja del 10 al 25 % de la luz solar y las nubes reflejan alrededor del 50 %. Por lo tanto, la parte de la Tierra donde es de día y desde donde se ve la Luna determina qué tan brillante aparece el brillo de la Tierra en la Luna en un momento dado.
Los estudios de la luminosidad de la tierra se pueden usar para mostrar cómo la cubierta de nubes de la Tierra varía con el tiempo. Los resultados preliminares muestran una disminución del 6,5 % en la cobertura de nubes entre 1985 y 1997 y un aumento correspondiente entre 1997 y 2003. Esto tiene implicaciones para la investigación climática, especialmente en lo que respecta al calentamiento global. Todas las nubes contribuyen a un aumento del albedo; sin embargo, algunas nubes tienen un efecto de calentamiento neto porque atrapan más calor del que reflejan, mientras que otras tienen un efecto de enfriamiento neto porque su mayor albedo refleja más radiación que el calor que atrapan. Entonces, si bien el albedo de la Tierra está aumentando de manera perceptible, la incertidumbre sobre la cantidad de calor atrapado significa que el efecto general sobre la temperatura global sigue sin estar claro.
Retrorreflexión
Las características de la Tierra, la Luna y algunos otros cuerpos tienen, hasta cierto punto, propiedades retrorreflectantes. La luz que les llega se retrodispersa o se refleja de forma difusa preferentemente en la dirección de la que ha venido en lugar de en otras direcciones. Si la luz proviene del Sol, se refleja preferentemente hacia el Sol y en direcciones cercanas. Por ejemplo, cuando su fase es llena, la Luna refleja la luz preferentemente hacia el Sol y también hacia la Tierra, que se encuentra casi en la misma dirección. Vista desde la Tierra, la Luna llena parece más brillante de lo que sería si dispersara la luz uniformemente en todas las direcciones. De manera similar, cerca de la luna nueva, la luz solar que ha sido retrodispersada desde la Tierra hacia el Sol y también hacia la Luna, que está casi en la misma dirección, y luego retrodispersada nuevamente desde la Luna hacia la Tierra parece mucho más brillante, vista desde la Tierra, de lo que sería. sin los efectos retrorreflectantes.
La retrorreflexión se produce mediante esferas de material transparente sobre la superficie reflectante. Cuando se encuentra con una esfera transparente, la luz se refleja y refracta preferentemente en un camino, dentro de la esfera, que sale en la dirección por la que entró. En la Tierra, las esferas son gotitas de agua en las nubes. En la Luna, se encuentran en la superficie un gran número de esferas vítreas sólidas. Se cree que se formaron a partir de gotas de eyección fundida, producidas por eventos de impacto, que se enfriaron y solidificaron antes de volver a caer a la superficie.
Brillo de anillo
Ringshine es cuando el sistema de anillos de un planeta refleja la luz del sol sobre el planeta o sobre las lunas del planeta. Esto se ha observado en muchas de las fotos del orbitador Cassini.
Búsqueda de planetas terrestres
Los científicos del Programa Navigator de la NASA, que se especializa en la detección de planetas terrestres, han respaldado el lanzamiento de una misión Terrestrial Planet Finder (TPF). TPF detectaría la luz reflejada por los planetas que orbitan estrellas para investigar si podrían albergar vida. Utilizaría tecnologías de telescopios avanzados para buscar marcas de vida en la luz reflejada de los planetas, incluidos agua, oxígeno y metano.
La Agencia Espacial Europea tiene una misión similar, llamada Darwin, bajo consideración. Esto también estudiará la luz de los planetas para detectar las firmas de la vida.
A diferencia de muchos desafíos astronómicos tradicionales, el desafío más serio para estas misiones no es recolectar suficientes fotones del planeta débil, sino detectar un planeta débil que está muy cerca de una estrella muy brillante. Para un planeta terrestre, la relación de contraste del planeta con sus estrellas anfitrionas es de aproximadamente ~10−6-10−7 en el infrarrojo térmico o ~10−9 -10−10 en el infrarrojo óptico/cercano. Por ello, Darwin y Terrestrial Planet Finder-I trabajarán en el infrarrojo térmico. Sin embargo, la búsqueda de planetas terrestres en el óptico/infrarrojo cercano tiene la ventaja de que el límite de difracción corresponde a un ángulo más pequeño para un tamaño de telescopio determinado. Por lo tanto, la NASA también está llevando a cabo una misión Terrestrial Planet Finder-C que buscará y estudiará planetas terrestres utilizando las longitudes de onda ópticas (y del infrarrojo cercano). Mientras que Terrestrial Planet Finder-C tiene como objetivo estudiar la luz de los planetas extrasolares, Darwin y Terrestrial Planet Finder-I buscarán la luz infrarroja térmica que el planeta reirradia (en lugar de dispersar).
En preparación para estas misiones, los astrónomos han realizado observaciones detalladas del brillo de la tierra, ya que el brillo de la tierra tiene las características espectroscópicas de la luz reflejada por la Tierra. Los astrónomos han prestado especial atención a si la medición del brillo de la tierra puede detectar el borde rojo, una característica espectral que se debe a las plantas. La detección de una característica espectral similar en la luz de un planeta extrasolar sería particularmente interesante, ya que podría deberse a un organismo captador de luz. Si bien el borde rojo es casi con certeza la forma más fácil de detectar directamente la vida en la Tierra a través de las observaciones del brillo de la tierra, podría ser extremadamente difícil interpretar una característica similar debido a la vida en otro planeta, ya que la longitud de onda de la característica espectral no se conoce de antemano (a diferencia de la mayoría de las características espectrales atómicas o moleculares).