Как можно использовать однопиксельное изображение вращающегося астероида для измерения его тепловой инерции?

На основании этой обзорной статьи Delbo et al. (2015) о моделировании свойств астероидов , я думаю, это могло бы работать примерно так:

1. Из оптических измерений (где вы видите отраженный солнечный свет) и сведений об орбите астероида и его текущей ориентации относительно Солнца и Земли вы можете вычислить его приблизительный размер, форму и период вращения, даже из неразрешенных («1 -пиксель") данных. (Примерно так мы пришли к мысли, что Оумуамуа, вероятно, имеет «сигарообразную форму».) Вы действительно должны делать предположения об альбедо, хотя, возможно, оно может быть ограничено оптическими измерениями цвета и, предположительно, также может быть частью последующее тепловое моделирование.

2. Затем вы пытаетесь смоделировать колебания температуры и результирующие тепловые излучения астероида при его вращении, учитывая то, что вы знаете о его форме и о том, как он освещается Солнцем при вращении («теплофизическая модель»). Одним из параметров модели является тепловая инерция, которая может сильно влиять на колебания температуры, как показано на этом рисунке:

Температура на экваторе астероида, вращающегося с периодом вращения 6 часов (на расстоянии 1,1 а.е. от Солнца), при различных значениях тепловой инерции (нумерованные кривые, в Дж м$^{-2}$с$^{-1/2}$К$^{-1}$). [Рис.2 Дельбо и др.]

Варьируя параметры модели (включая тепловую инерцию) и сравнивая их с данными, вы можете наложить некоторые ограничения на эти параметры. Вот пример предсказания модели для излучения среднего ИК-диапазона вместе с наблюдениями:

Прогнозируемый поток на 8 мкм (штриховая кривая) для теплофизической модели астероида Бенну за один период вращения вместе с фактическими наблюдаемыми значениями (ромбики с планками погрешностей). [Рис.5 Delbo et al., основанный на Emery et al. (2014) ; согласно аннотации к этой статье, наиболее подходящая модель имеет тепловую инерцию$310 \pm 70$Дж м$^{-2}$с$^{-1/2}$К$^{-1}$.]

(Я полагаю, что вы могли бы улучшить свое моделирование, наблюдая за вариациями вращения как отраженного оптического солнечного света, так и испускаемого теплового излучения в разных точках орбиты астероида, где изменятся как его расстояние от Солнца, так и его ориентация относительно нас. Например. , астероид, который делает$90^{\circ}$угол по отношению к линии Солнце-Земля покажет нам примерно половину его освещенной стороны и половину его ночной стороны, в то время как астероид, находящийся в оппозиции к Солнцу, покажет нам полностью освещенную сторону.)