Какая часть звездного света, наблюдаемого с Земли, на самом деле является отраженным светом?

Благодаря отраженному звездному свету многие планеты и кометы Солнечной системы были видны людям задолго до развития современной астрономии.

Некоторая часть звездного света из-за пределов Солнечной системы также должна быть отраженным светом. То есть свет, излучаемый одной звездой Млечного Пути, может столкнуться с другой звездой и отразиться к Земле. Обычно звезды считаются абсолютно черными телами, но на самом деле они должны отражать некоторое количество излучения.

Кроме того, звездный свет должен отражаться от экзопланет, лун, астероидов, метеоров, комет, коричневых карликов и т. д. Какая часть звездного света, видимая невооруженным глазом с Земли, на самом деле является отраженным светом?

Вы действительно хотите количественное число? Для экзопланет это относительно легко рассчитать или даже измерить (ключевое слово: системы с прямым отображением), в то время как для рассеяния между звездами это будет очень мало и его трудно оценить (помните, что физическое черное тело является почти идеальным поглотителем). Только несколько фотонов, рассеянных в звездной атмосфере в нашем направлении, будут считаться вашим числом. Не знаю, удосужился ли кто-нибудь это оценить.

Ответы (2)

Действительно ничтожная сумма. Вам нужно только сравнить яркость планет, если смотреть с Земли, с яркостью солнца. Очень грубый расчет (учитывая относительные величины планет и Солнца) предполагает, что свет, излучаемый непосредственно Солнцем, в 100 миллионов раз ярче, чем свет, отраженный от планет.

Вы замечаете, что солнце не является абсолютно черным телом и поэтому отражает некоторое количество света. Однако он лишь отражает свет, отражающийся на него от звезд, которые являются очень слабым источником света. И большая часть звездного света, падающего на Солнце, поглощается. Я не пытался оценить, какая часть солнечного света является отражением звездного света, но это очень и очень небольшая доля. Я бы предположил, что гораздо меньше, чем миллиардная.

Есть одна ситуация, когда отраженный свет имеет значение, и это когда очень яркие звезды освещают пыль и газ, образуя отражательную туманность. Это обычное явление, и по крайней мере часть туманности Ориона отражает звездный свет. Другие отражательные туманности слишком тусклые, чтобы их можно было разглядеть.

Хотя у меня нет точной цифры, ясно, что почти весь звездный свет исходит непосредственно от звезды, и требуется специальное оборудование, чтобы вообще увидеть какой-либо отраженный свет.

Вы уверены? Большинство звезд находятся в двойных системах, т.е. довольно близко к звезде-компаньону. И я не уверен, что альбедо звезды все-таки такое маленькое. Я уверен, что вы правы в том, что это небольшая доля, но я не уверен, действительно ли она незначительна. Будет веселое упражнение…

Ответ @James K выше правильный (и я проголосовал за него), но я хотел бы расширить его больше, чем позволяют комментарии.

Не забывайте о законе обратных квадратов! Свет звезды, доступный для отражения, падает пропорционально квадрату расстояния от звезды до отражателя. За исключением очень тесных двойных систем, закон обратных квадратов резко уменьшает общее количество отраженного света.

Есть простой способ решить это: весь свет от звезды проходит через сферу с центром на Солнце и радиусом, равным орбитальному расстоянию Земли. (Орбиту Земли можно представить как экватор этой сферы.) Единственный свет , который Земля может отражать, — это крошечная часть, которую пересекает ее поверхность. Остальные потоки мимо него в космос.

Если r — радиус Земли, а R — радиус ее орбиты, доля перехватываемой и доступной для отражения доли составляет ( r / 2R ) 2 . С 4 = 4000 миль и R = 93 000 000 миль, это чуть более 4 * 10 -10 солнечного света доступно для отражения Землей. (Земля отражает большую его часть.) Если посчитать, Меркурий, Венера, Юпитер и Сатурн примерно одинаковы, а остальные планеты вносят довольно незначительный вклад. Общее количество отраженного света ( до потерь на альбедо!) составляет около 4*10 -9 солнечного света.

Ближайшая планетарная система будет отражать большую часть света центральной звезды — конечно, она пропорциональна обратному квадрату. Если бы Солнечная система была в десять раз компактнее, но размеры планет не изменились бы, планеты отражали бы примерно 4*10 -7 солнечного света. Еще малюсенький.

Единственный раз, когда вы получаете что-то не крошечное, — это близкий двоичный файл. Если бы другая звезда такого же размера, как Солнце, вращалась вокруг Солнца всего в одном солнечном диаметре, она перехватывала бы (и, таким образом, имела бы возможность отражать) около 6% солнечного света.

Это довольно сильно подтверждает вывод Джеймса К.