Albédo géométrique

En astronomie, l'albédo géométrique d'un astre désigne le rapport entre l'énergie électromagnétique bolométrique réfléchie par cet astre, à angle de phase nul, et celle réfléchie dans les mêmes conditions (c.-à-d. bolométriquement et à un angle de phase nul) par une surface fictive, plane, parfaitement réfléchissante, lambertienne[1] et de même section efficace que l'astre considéré. L'albédo géométrique visuel est restreint aux longueurs d'onde de la lumière visible, c'est-à-dire aux ondes électromagnétiques comprises entre 380 et 750 nm ; c'est la grandeur traditionnellement la plus utilisée en astronomie, dans la mesure où les objets du Système solaire externe ont longtemps été observés en lumière visible et, depuis la Terre, sous un angle de phase voisin de zéro.

Il s'agit d'une grandeur sans dimension qui peut être nulle (corps noir), égale à 1 par définition pour une surface lambertienne idéale (le bois poli non verni s'en rapproche beaucoup), et être supérieure à 1 pour les surfaces dont la réflectivité à angle de phase nul est supérieure à celle d'une surface lambertienne. Ce dernier cas se rencontre notamment avec les corps dont l'albédo de Bond est élevé et présentant de surcroît un fort effet d'opposition ; un tel effet d'opposition est présent en particulier sur les petits corps du Système solaire et, plus généralement, sur les objets dépourvus d'atmosphère et recouverts de régolithe — l'effet d'opposition du régolithe lunaire est bien connu — mais rares sont ces objets également pourvus d'une réflectivité globale élevée et présentant de ce fait un albédo géométrique supérieur à 1.

Le tableau ci-dessous permet de comparer l'albédo de Bond à l'albédo géométrique pour quelques objets du Système solaire ; le satellite Encelade de la planète Saturne illustre parfaitement le cas d'une réflectivité d'opposition supérieure à celle d'une surface lambertienne pour un astre qui possède par ailleurs une réflectivité globale quasiment unitaire :

Objet Albédo
de Bond		 Albédo
 géométrique 
 Mercure[2] 0,068   0,142  
 Vénus[3] 0,77   0,689  
 Terre[4] 0,306   0,434  
 Lune[5] 0,11   0,12  
 Mars[6] 0,250   0,170  
 Jupiter[7] 0,343   0,538  
 Saturne[8] 0,342   0,499  
 Encelade[9],[10] ~ 0,81   1,375  
 Uranus[11] 0,300   0,488  
 Neptune[12] 0,290   0,442  
 Pluton[13] 0,72   0,52  

Références
  1. Pour une surface lambertienne, l'intensité spécifique qu'elle réfléchit est indépendante de l'angle de phase. C'est-à-dire qu'elle réfléchit la même quantité d'énergie lumineuse dans toutes les directions.
  2. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Mercury Fact Sheet »
  3. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Venus Fact Sheet »
  4. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Earth Fact Sheet »
  5. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Moon Fact Sheet »
  6. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Mars Fact Sheet »
  7. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Jupiter Fact Sheet »
  8. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Saturn Fact Sheet »
  9. (en) Howett C. J. A., Spencer J. R., Pearl J., Segura, M., « Thermal inertia and bolometric Bond albedo values for Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea and Iapetus as derived from Cassini/CIRS measurements », Icarus, vol. 206, no 2,‎ , p. 573–593 (DOI 10.1016/j.icarus.2009.07.016, Bibcode 2010Icar..206..573H)
  10. (en) Anne Verbiscer, Richard French, Mark Showalter, Paul Helfenstein, « Enceladus: Cosmic Graffiti Artist Caught in the Act », Science, vol. 315, no 5813,‎ , p. 815 (ISSN 0036-8075, lire en ligne)
    DOI:10.1126/science.1134681
  11. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Uranus Fact Sheet »
  12. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Neptune Fact Sheet »
  13. (en) NASA National Space Science Data Center – 21 mars 2020 « Pluto Fact Sheet »

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