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Ceres observed at low phase angles by VIR-Dawn

Ciarniello, M. und De Sanctis, M. C. und Raponi, A und Rousseau, B. und Longobardo, A. und Li, J.-Y und Schröder, Stefan und Tosi, F. und Zambon, F. und Ammannito, E. und Carrozzo, F.G. und Frigeri, A. und Rognini, E. und Raymond, C. A. und Russell, C. T. (2020) Ceres observed at low phase angles by VIR-Dawn. Astronomy & Astrophysics, 634, A39. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/201936492. ISSN 0004-6361.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
14MB

Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/02/aa36492-19/aa36492-19.html

Kurzfassung

Context. Particulate surfaces exhibit a surge of reflectance at low phase angles, a phenomenon referred to as the opposition effect (OE). Two mechanisms are recognized as responsible for the OE: shadow hiding (SH) and coherent backscattering. The latter is typically characterized by a small angular width of a few degrees at most and according to the theoretical prediction should exhibit wavelength and albedo dependence. Aims. We characterize the OE on the surface of Ceres using Dawn Visible InfraRed mapping spectrometer hyperspectral images at low phase angles. Furthermore, this dataset, coupled with previous observations, allows us to perform a complete spectrophotometric modeling at visual-to-infrared (VIS-IR) wavelengths (0.465-4.05 µm) in the broad phase angle range ≈ 0°-132°. Methods. We applied Hapke's theory to the average phase curve for Ceres. Disk-resolved properties of the OE were investigated through an empirical model. Results. Across the investigated phase angle interval, Ceres' average phase curve exhibits a smaller back-scattering contribution for increasing wavelengths. This determines a progressive spectral reddening at larger phase angles that we hypothesize as being related to the effect of submicron roughness on the grain surface. In the OE region, the shape of the phase curves is fairly constant across the VIS range and no sharp opposition surge at very small phase angles (α < 2°) can be recognized. This would suggest a major contribution from SH to Ceres' OE. Assuming SH as the dominant mechanism, from the OE angular width we infer a high surface porosity (≈0.9), which appears in good qualitative agreement with Ceres' low thermal inertia. Thanks to the OE observations we derive Ceres’ VIS-IR geometric albedo with a reference value at 0.55 µm of 0.098±0.007. Mapping of the VIS normal albedo and OE angular width across a portion of the surface of Ceres does not reveal a spatial correlation between these quantities, consistent with SH dominating in the α = 0°-7° interval. The comparison of Ceres' V-band magnitude curve with that of other asteroids indicates that Ceres' OE is typical of a low-albedo object and compatible with the C-class type.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134651/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Ceres observed at low phase angles by VIR-Dawn
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
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
De Sanctis, M. C.INAF, IAPS, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raponi, AINAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rousseau, B.INAF-IAPS, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longobardo, A.INAF-IAPS, Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Li, J.-YPlanetary Science Institute, Tucson, Arizona 85719, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, StefanStefanus.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0323-8324NICHT SPEZIFIZIERT
Tosi, F.INAF-IAPS, Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zambon, F.INAF-IAPS, Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ammannito, E.ASI, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carrozzo, F.G.INAF-IAPS, Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frigeri, A.INAF-IAPS, Via del Fosso del Cavaliere 100, I-00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rognini, E.ASI-SSDC, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raymond, C. A.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91109-8099, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Russell, C. T.UCLA, Los Angeles, California, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:634
DOI:10.1051/0004-6361/201936492
Seitenbereich:A39
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:minor planets, asteroids: individual: Ceres, methods: data analysis, techniques: photometric, radiative transfer, techniques: imaging spectroscopy, planets and satellites: surfaces
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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
Hinterlegt von: Schröder, Dr. Stefan
Hinterlegt am:22 Apr 2020 07:02
Letzte Änderung:22 Apr 2020 07:02

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