La oleada de oposición (a veces conocida como efecto de oposición , pico de oposición o efecto Seeliger [1] ) es el brillo de una superficie rugosa, o de un objeto con muchas partículas , cuando se ilumina directamente desde detrás del observador. El término se utiliza más ampliamente en astronomía , donde generalmente se refiere al aumento repentino y notable del brillo de un cuerpo celeste como un planeta , una luna o un cometa a medida que su ángulo de fase de observación se acerca a cero. Se llama así porque la luz reflejada de la Luna y Marte parece significativamente más brillante de lo previsto por la simple reflectancia lambertiana cuando está en oposición astronómica . Se han propuesto dos mecanismos físicos para este fenómeno observacional: ocultamiento de sombras y retrodispersión coherente.
El ángulo de fase se define como el ángulo entre el observador, el objeto observado y la fuente de luz. En el caso del Sistema Solar, la fuente de luz es el Sol y el observador generalmente se encuentra en la Tierra. En un ángulo de fase cero, el Sol se encuentra directamente detrás del observador y el objeto se encuentra directamente delante, completamente iluminado.
A medida que el ángulo de fase de un objeto iluminado por el Sol disminuye, el brillo del objeto aumenta rápidamente. Esto se debe principalmente al aumento de la superficie iluminada, pero también en parte al brillo intrínseco de la parte iluminada por el Sol. Esto se ve afectado por factores como el ángulo en el que se observa la luz reflejada desde el objeto. Por este motivo, una luna llena es más del doble de brillante que una luna en cuarto creciente o cuarto menguante, aunque el área visible iluminada parezca ser exactamente el doble de grande.
Cuando el ángulo de reflexión es cercano al ángulo en el que los rayos de luz inciden en la superficie (es decir, cuando el Sol y el objeto están cerca de la oposición desde el punto de vista del observador), este brillo intrínseco suele estar cerca de su máximo. En un ángulo de fase de cero grados, todas las sombras desaparecen y el objeto está completamente iluminado. Cuando los ángulos de fase se aproximan a cero, se produce un aumento repentino del brillo aparente, y este aumento repentino se conoce como aumento de oposición.
El efecto es particularmente pronunciado en las superficies de regolito de cuerpos sin aire en el Sistema Solar . La principal causa habitual del efecto es que los pequeños poros y hoyos de una superficie que de otro modo estarían en sombra en otros ángulos de incidencia se iluminan cuando el observador está casi en la misma línea que la fuente de iluminación. El efecto suele ser visible solo para un rango muy pequeño de ángulos de fase cercanos a cero. Para los cuerpos cuyas propiedades de reflectancia se han estudiado cuantitativamente, los detalles del efecto de oposición (su fuerza y extensión angular) se describen mediante dos de los parámetros de Hapke . En el caso de los anillos planetarios (como el de Saturno ), una oleada de oposición se debe al descubrimiento de sombras en las partículas del anillo. Esta explicación fue propuesta por primera vez por Hugo von Seeliger en 1887. [2]
Una teoría que explica un efecto adicional que aumenta el brillo durante la oposición es la de la retrodispersión coherente. [3] En el caso de la retrodispersión coherente, la luz reflejada se mejora en ángulos estrechos si el tamaño de los dispersores en la superficie del cuerpo es comparable a la longitud de onda de la luz y la distancia entre las partículas dispersantes es mayor que una longitud de onda. El aumento del brillo se debe a que la luz reflejada se combina de forma coherente con la luz emitida.
También se han observado fenómenos de retrodispersión coherente con radar . En particular, las observaciones recientes de Titán a 2,2 cm con Cassini han demostrado que se requiere un fuerte efecto de retrodispersión coherente para explicar los altos albedos en las longitudes de onda del radar. [4]
En la Tierra, las gotas de agua también pueden crear puntos brillantes alrededor del punto antisolar en diversas situaciones. Para más detalles, véase Heiligenschein y Glory (fenómeno óptico) .
La existencia de la oleada de oposición fue descrita en 1956 por Tom Gehrels durante su estudio de la luz reflejada de un asteroide . [5] Los estudios posteriores de Gehrels mostraron que el mismo efecto podría mostrarse en el brillo de la luna. [6] Acuñó el término "efecto de oposición" para el fenómeno, pero ahora se usa más ampliamente el término más intuitivo "oleada de oposición".
Desde los primeros estudios de Gehrels, se ha observado una oleada de oposición en la mayoría de los cuerpos del sistema solar sin aire. No se ha informado de una oleada de este tipo en cuerpos con atmósferas significativas.
En el caso de la Luna , BJ Buratti et al. han sugerido que su brillo aumenta alrededor de un 40% entre un ángulo de fase de 4° y uno de 0°, y que este aumento es mayor para las áreas de tierras altas con superficies más rugosas que para los mares relativamente suaves . En cuanto al mecanismo principal del fenómeno, las mediciones indican que el efecto de oposición exhibe solo una pequeña dependencia de la longitud de onda: el aumento es un 3-4% mayor a 0,41 μm que a 1,00 μm. Este resultado sugiere que la causa principal del aumento de la oposición lunar es el ocultamiento de sombras en lugar de la retrodispersión coherente. [7]