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Spectrophotometric modeling and mapping of Ceres

Li, J.-Y und Schröder, Stefan und Mottola, Stefano und Nathues, A. und Castillo-Rogez, J. und Schorghofer, Norbert und Williams, David A. und Ciarniello, M. und Longobardo, Andrea und Raymond, C.A. und Russell, C.T. (2019) Spectrophotometric modeling and mapping of Ceres. Icarus, 322, Seiten 144-167. Elsevier. doi: 10.1016/j.icarus.2018.12.038. ISSN 0019-1035.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
16MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.icarus.2018.12.038

Kurzfassung

We report a comprehensive analysis of the global spectrophotometric properties of Ceres using the images collected by the Dawn Framing Camera through seven color filters from April to June 2015 during the RC3 (rotational characterization 3) and Survey mission phases. We derived the Hapke model parameters for all color filters. The single-scattering albedo of Ceres at 555nm wavelength is 0.14 ± 0.04, the geometric albedo is 0.096 ± 0.006, and the bolometric Bond albedo is 0.037 ± 0.002. The asymmetry factors calculated from the best-fit two-term Henyey-Greenstein (HG) single-particle phase functions (SPPFs) show a weak wavelength dependence from −0.04 at 438nm increasing to 0.002 at> 900nm, suggesting that the phase reddening of Ceres is dominated by single-particle scattering rather than multiple scattering or small-scale surface roughness. The Hapke roughness parameter of Ceres is derived to be 20° ± 6°, with no wavelength dependence. The phase function of Ceres presents appreciably strong scattering around 90° phase angle that cannot be fitted with a single-term HG SPPF, suggesting possible stronger forward scattering component than other asteroids previously analyzed with spacecraft data. We speculate that such a scattering characteristic of Ceres might be related to its ubiquitous distribution of phyllosilicates and high abundance of carbonates on the surface. We further grouped the reflectance data into a 1° latitude-longitude grid over the surface of Ceres, and fitted each grid independently with both empirical models and the Hapke model to study the spatial variations of photometric properties. Our derived albedo maps and color maps are consistent with previous studies [Nathues, A., et al., 2016, Planet. Space Sci. 134, 122–127; Schröder, S.E., et al., 2017, Icarus 288, 201–225]. The SPPF over the surface of Ceres shows an overall correlation with albedo distribution, where lower albedo is mostly associated with stronger back- scattering and vice versa, consistent with the general trend among asteroids. On the other hand, the Hapke roughness parameter does not vary much across the surface of Ceres, except for the ancient Vendimia Planitia region that is associated with a slightly higher roughness. Furthermore, the spatial distributions of the SPPF and the Hapke roughness do not depend on wavelength. Based on the wavelength dependence of the SPPF of Ceres, we hypothesize that the regolith grains on Ceres either contain a considerable fraction of μm-sized or smaller particles, or are strongly affected by internal scatterers of this size.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/126190/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Spectrophotometric modeling and mapping of Ceres
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Li, J.-YPlanetary Science Institute, Tucson, Arizona 85719, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, StefanStefanus.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0323-8324NICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, StefanoStefano.Mottola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0457-3872NICHT SPEZIFIZIERT
Nathues, A.Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Castillo-Rogez, J.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schorghofer, NorbertPlanetary Science Institute, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Williams, David A.Arizona State University, Tempe, AZ, United States.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciarniello, M.INAF–IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Area di Ricerca di Tor Vergata, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longobardo, AndreaINAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT 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:7 Januar 2019
Erschienen in:Icarus
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:322
DOI:10.1016/j.icarus.2018.12.038
Seitenbereich:Seiten 144-167
Verlag:Elsevier
ISSN:0019-1035
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Asteroid Ceres Asteroids, surfaces Photometry Spectrophotometry
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
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:04 Feb 2019 09:46
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:53

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