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Ceres' opposition effect observed by the Dawn framing camera

Schröder, Stefan und Li, J.-Y und Rayman, M.D. und Joy, S.P. und Polanskey, C.A. und Carsenty, Uri und Castillo-Rogez, J. und Ciarniello, M. und Jaumann, R. und Longobardo, A und McFadden, L.A. und Mottola, Stefano und Sykes, Mark V. und Raymond, C.A. und Russell, C.T. (2018) Ceres' opposition effect observed by the Dawn framing camera. Astronomy and Astrophysics. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/201833596. ISSN 0004-6361.

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Offizielle URL: https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201833596

Kurzfassung

Context. The surface reflectance of planetary regoliths may increase dramatically towards zero phase angle, a phenomenon known as the opposition effect (OE). Two physical processes that are thought to be the dominant contributors to the brightness surge are shadow hiding (SH) and coherent backscatter (CB). The occurrence of shadow hiding in planetary regoliths is self-evident, but it has proved difficult to unambiguously demonstrate CB from remote sensing observations. One prediction of CB theory is the wavelength dependence of the OE angular width. Aims. The Dawn spacecraft observed the OE on the surface of dwarf planet Ceres. We aim to characterize the OE over the resolved surface, including the bright Cerealia Facula, and to find evidence for SH and/or CB. It is presently not clear if the latter can contribute substantially to the OE for surfaces as dark as that of Ceres. Methods. We analyze images of the Dawn framing camera by means of photometric modeling of the phase curve. Results. We find that the OE of most of the investigated surface has very similar characteristics, with an enhancement factor of 1.4 and a full width at half maximum of 3° ("broad OE"). A notable exception are the fresh ejecta of the Azacca crater, which display a very narrow brightness enhancement that is restricted to phase angles < 0.5° ("narrow OE"); suggestively, this is in the range in which CB is thought to dominate. We do not find a wavelength dependence for the width of the broad OE, and lack the data to investigate the dependence for the narrow OE. The prediction of a wavelength-dependent CB width is rather ambiguous, and we suggest that dedicated modeling of the Dawn observations with a physically based theory is necessary to better understand the Ceres OE. The zero-phase observations allow us to determine Ceres' visible geometric albedo as p_V = 0.094 ± 0.005. A comparison with other asteroids suggests that Ceres' broad OE is typical for an asteroid of its spectral type, with characteristics that are primarily linked to surface albedo. Conclusions. Our analysis suggests that CB may occur on the dark surface of Ceres in a highly localized fashion. While the results are inconclusive, they provide a piece to the puzzle that is the OE of planetary surfaces.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/123029/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Bisher nur online erschienen.
Titel:Ceres' opposition effect observed by the Dawn framing camera
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schröder, StefanStefanus.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0323-8324NICHT SPEZIFIZIERT
Li, J.-YPlanetary Science Institute, Tucson, Arizona 85719, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rayman, M.D.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Joy, S.P.University of California, Los Angeles, CA 90095-1567, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Polanskey, C.A.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carsenty, UriUri.Carsenty (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Castillo-Rogez, J.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciarniello, M.INAF-IASF, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jaumann, R.ralf.jaumann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longobardo, AINAF-LAPS, Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McFadden, L.A.NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20770NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, StefanoStefano.Mottola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0457-3872NICHT SPEZIFIZIERT
Sykes, Mark V.Planetary Science Institute, Tucson, AZ, United States.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raymond, C.A.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91109-8099, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Russell, C.T.Institute of Geophysics, University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA 90095NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:Astronomy and Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1051/0004-6361/201833596
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Minor planets, asteroids: individual: Ceres – Radiative transfer
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt DAWN (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Institut für Planetenforschung > Asteroiden und Kometen
Hinterlegt von: Schröder, Dr. Stefan
Hinterlegt am:13 Dez 2018 08:08
Letzte Änderung:22 Nov 2023 07:02

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