Wie kann ein 1-Pixel-Bild eines rotierenden Asteroiden verwendet werden, um seine thermische Trägheit zu messen?

Auf Basis dieses Übersichtsartikels von Delbo et al. (2015) über die Modellierung von Asteroideneigenschaften , ich denke, es könnte ungefähr so ​​​​funktionieren:

1. Aus optischen Messungen (bei denen Sie reflektiertes Sonnenlicht sehen) und der Kenntnis der Umlaufbahn des Asteroiden und seiner aktuellen Ausrichtung in Bezug auf Sonne und Erde können Sie seine ungefähre Größe, Form und Rotationsperiode ermitteln, selbst aus ungelösten ("1 -pixel") Daten. (So ​​ungefähr kamen wir auf die Idee, dass 'Oumuamua wahrscheinlich "zigarrenförmig" ist.) Sie müssen Annahmen über die Albedo treffen, obwohl dies möglicherweise durch optische Farbmessungen eingeschränkt werden kann und vermutlich auch ein Teil davon sein kann die anschließende thermische Modellierung.

2. Anschließend versuchen Sie, die Temperaturschwankungen und die daraus resultierenden thermischen Emissionen des sich drehenden Asteroiden zu modellieren, vorausgesetzt, Sie wissen über seine Form und wie er von der Sonne beleuchtet wird, während er sich dreht (ein "thermophysikalisches Modell"). Einer der Parameter im Modell ist die thermische Trägheit, die einen starken Einfluss auf die Temperaturschwankungen haben kann, wie in dieser Abbildung gezeigt:

Temperatur am Äquator eines Asteroiden, der sich mit einer Periode von 6 Stunden dreht (in einem Abstand von 1,1 AE von der Sonne), für verschiedene Werte der thermischen Trägheit (nummerierte Kurven, in Einheiten von J m$^{-2}$S$^{-1/2}$K$^{-1}$). [Abb.2 von Delbo et al.]

Durch Variieren der Parameter des Modells (einschließlich der thermischen Trägheit) und Vergleichen mit den Daten können Sie diesen Parametern einige Einschränkungen auferlegen. Hier ist ein Beispiel für eine Modellvorhersage für die Emission im mittleren IR, zusammen mit den Beobachtungen:

Vorhergesagter Fluss bei 8 Mikron (gestrichelte Kurve) für ein thermophysikalisches Modell des Asteroiden Bennu über eine Rotationsperiode, zusammen mit tatsächlich beobachteten Werten (Rauten mit Fehlerbalken). [Abb.5 von Delbo et al., basierend auf Emery et al. (2014) ; Gemäß der Zusammenfassung dieses Papiers hat das am besten passende Modell eine thermische Trägheit von$310 \pm 70$J m$^{-2}$S$^{-1/2}$K$^{-1}$.]

(Ich würde mir vorstellen, dass Sie Ihre Modellierung verbessern könnten, indem Sie die Rotationsvariationen sowohl des reflektierten optischen Sonnenlichts als auch der emittierten Wärmestrahlung an verschiedenen Punkten in der Umlaufbahn des Asteroiden beobachten, wo sich sowohl seine Entfernung von der Sonne als auch seine Ausrichtung relativ zu uns ändern. Zum Beispiel , ein Asteroid, der a macht$90^{\circ}$Winkel in Bezug auf die Sonne-Erde-Linie zeigt uns etwa die Hälfte seiner beleuchteten Seite und die Hälfte seiner Nachtseite, während ein Asteroid in Opposition zur Sonne die vollständig beleuchtete Seite zeigt.)