¿Puede un astronauta cercano ver los anillos de Júpiter a simple vista? ¿Qué tan difícil sería?

Aquí hay una respuesta basada en argumentos fotométricos: el astronauta probablemente no podría ver los anillos, pero valdría la pena intentarlo.

Recomendaría que el astronauta flote en algún lugar a una distancia de ~1.5$R_J$del centro de Júpiter, donde$R_J$es el radio planetario de 74.000 km (en la parte posterior de la precisión del sobre). De esa manera, pueden mirar en una dirección en la que Júpiter y el Sol no estén en el campo de visión. Tienes razón en que el resplandor del planeta lo dificulta. Esto es especialmente un problema para las observaciones de los anillos con naves espaciales y telescopios existentes, porque los anillos y Júpiter suelen estar muy juntos en el cielo. Para un astronauta, eso sería un gran problema. El astronauta querría usar algún tipo de deflector para bloquear objetos brillantes (como el gorro de una criada, pero en vantablack). Estar en una ubicación de 1.5$R_J$coloca al astronauta dentro de los anillos, para que pueda mirar hacia los anillos, y lejos de Júpiter, al mismo tiempo.

Primero necesitamos la iluminancia solar en Júpiter, ~128,000/25 lux = 5000 lux (wiki:Lux) , porque Júpiter está 5 veces más lejos del Sol que la Tierra.

Luego necesitamos el área visible efectiva de los anillos. Voy a hacer un poco de trampa en la geometría. A las 1.5$R_J$, el astronauta es 0.3$R_J$desde la parte de mayor opacidad del anillo, cerca de 1,8$R_J$ (throop++2004, fig. 7) . El espesor equivalente de los anillos si fueran perfectamente reflectantes, llamado VIF, es de unos 4-15 cm (throop++2004, fig. 14) . Los anillos van a extenderse completamente por el cielo desde el punto de vista del astronauta, así que haré trampa y diré que la longitud es la mitad del diámetro de un 0.3-$R_J$círculo. Esto equivale a un área visible equivalente (para anillos totalmente reflectantes) de 7 km ² .

Ahora podemos obtener el flujo luminoso de la parte de los anillos visible para el astronauta, multiplicando la iluminancia por el área visible equivalente: 5000 lux x 7 km ² = 3,5x10 ¹⁰ lúmenes.

La iluminancia de los anillos, en el astronauta, se puede encontrar si asumimos que cada parte de los anillos está dispersando la luz isotrópicamente en una semiesfera que tiene un radio de 0.3$R_J$. Esto da una iluminancia de 1,1x10 ^-5 lux, o 0,11 mililux (0,11 mlx).

¿Serían visibles para el astronauta anillos con una iluminancia de 0,11 mlx? La Vía Láctea da una iluminancia de 13 mlx (NPS) , por lo que los anillos serían 100 veces más débiles que la Vía Láctea. Esto sería bastante difícil de ver. A modo de comparación, una estrella de sexta magnitud es apenas visible y da una iluminancia de 8 nlx (wiki:Apparent_magnitutde) . Los anillos a 0,11 mlx dan más de 10 veces más luz que la estrella más débil, pero a diferencia de la estrella, la luz del anillo se extiende en una línea por todo el cielo desde el punto de vista del astronauta. Así que creo que sería bastante difícil ver los anillos, pero vale la pena intentarlo.

Aquí hay una respuesta separada basada en un par de imágenes de luz visible. Parece que el astronauta tiene muchas posibilidades de ver los anillos.

A. Una imagen de gran angular , tomada desde el interior del anillo por la Unidad de Referencia Estelar (SRU) de Juno. La imagen incluye la constelación de Orión; al hacer clic en el enlace se muestra dónde está Betelgeuse.

B. Una imagen de ultra gran angular , del Observatorio de Fort Lewis College . Aunque los detalles de procesamiento describen el estiramiento con curvas de Photoshop, no importará porque nos estamos enfocando en las diferencias de brillo entre la Vía Láctea (que se extiende desde la esquina inferior izquierda hacia la esquina superior derecha) y las estrellas.

C. Una sección ampliada del panel B, con un contorno cian sobre la huella de la imagen SRU. Puse una línea magenta donde visualmente veo un contorno en el brillo de la Vía Láctea.

D. El mismo contorno de la Vía Láctea superpuesto a la imagen de Juno. La Vía Láctea no se puede ver claramente en la imagen, pero el anillo se puede ver claramente. Sabemos que el ojo humano puede ver la Vía Láctea, por lo que esto sugiere que el anillo podría ser visible para un astronauta en ese lugar.