¿Qué fracción de la luz de las estrellas, vista desde la Tierra, es realmente luz reflejada?

Gracias a la luz reflejada de las estrellas, muchos planetas y cometas del Sistema Solar han sido visibles para los humanos desde mucho antes del desarrollo de la astronomía moderna.

Parte de la luz de las estrellas del exterior del Sistema Solar también debería ser luz reflejada. Es decir, la luz emitida por una estrella en la Vía Láctea puede encontrarse con otra estrella y reflejarse hacia la Tierra. Normalmente, se supone que las estrellas son cuerpos negros perfectos, pero en realidad deben rebotar en alguna radiación.

Además, la luz de las estrellas debe reflejarse en exoplanetas, lunas, asteroides, meteoritos, cometas, enanas marrones, etc. ¿Qué fracción de la luz de las estrellas, vista a simple vista desde la Tierra, es realmente luz reflejada?

¿Realmente quieres un número cuantitativo? Para los exoplanetas, eso es relativamente fácil de calcular o incluso medir (palabra clave: sistemas de imágenes directas), mientras que para la dispersión de estrellas, será muy pequeño y difícil de estimar (recuerde que un cuerpo negro físico es un absorbente casi perfecto). Solo los pocos fotones que se dispersan en la atmósfera estelar en nuestra dirección contarían para su número. No sé si alguien alguna vez se molestó en estimar eso.

Respuestas (2)

Una cantidad verdaderamente insignificante. Solo necesita comparar el brillo de los planetas vistos desde la Tierra con el brillo del sol. Un cálculo muy aproximado (considerando las magnitudes relativas de los planetas y el Sol) sugiere que la luz emitida directamente por el sol es 100 millones de veces más brillante que la luz reflejada por los planetas.

Notas que el sol no es un cuerpo negro perfecto, por lo que refleja algo de luz. Sin embargo, solo refleja la luz reflejada en él por las estrellas, que son una fuente de luz muy débil. Y la mayor parte de la luz de las estrellas que cae sobre el sol es absorbida. No he tratado de estimar cuánto de la luz del sol es reflejo de la luz de las estrellas, pero es una proporción muy pequeña. Supongo que mucho menos de una milmillonésima.

Hay una situación en la que la luz reflejada es importante, y es cuando estrellas muy brillantes iluminan el polvo y el gas para formar una nebulosa de reflexión. Estos son comunes y al menos parte de la nebulosa de orión refleja la luz de las estrellas. Otras nebulosas de reflexión son demasiado tenues para verlas.

Si bien no tengo una cifra exacta, está claro que casi toda la luz de las estrellas se emite directamente desde la estrella, y se necesita un equipo especial para ver cualquier luz reflejada.

¿Está seguro? La mayoría de las estrellas están en binarias, es decir, bastante cerca de una estrella compañera. Y no estoy seguro de que el albedo de una estrella sea tan pequeño después de todo. Estoy seguro de que tienes razón en que es una pequeña fracción, pero no estoy seguro de que sea realmente insignificante. Sería un ejercicio divertido...

La respuesta de @James K, arriba, es correcta (y la voté), pero me gustaría ampliarla más de lo que permiten los comentarios.

¡No olvides la ley del inverso del cuadrado! La luz de la luz de las estrellas disponible para ser reflejada cae con el cuadrado de la distancia desde la estrella hasta el reflector. Excepto para binarios muy cercanos, la ley del inverso del cuadrado disminuye drásticamente la cantidad total de luz reflejada.

Hay una manera simple de resolverlo: toda la luz de una estrella pasa a través de la esfera centrada en el Sol con un radio de la distancia orbital de la Tierra. (La órbita de la Tierra se puede considerar como el ecuador de esa esfera). La única luz que la Tierra puede reflejar es la pequeña parte que intercepta su superficie. El resto fluye más allá hacia el espacio.

Si r es el radio de la Tierra y R es el radio de su órbita, la fracción interceptada y disponible para ser reflejada es ( r / 2R ) 2 . Con 4 = 4000 millas y R = 93 000 000 millas, eso es solo un poco más de 4*10 -10 de la luz del Sol disponible para ser reflejada por la Tierra. (La Tierra refleja la mayor parte). Si haces la aritmética, Mercurio, Venus, Júpiter y Saturno son aproximadamente iguales y el resto de los planetas hacen una contribución bastante menor. El total reflejado (¡ antes de las pérdidas de albedo!) es alrededor de 4*10 -9 de la luz del Sol.

Un sistema planetario más cercano reflejará una mayor proporción de la luz de la estrella central; por supuesto, se escala como el cuadrado inverso. Si el sistema solar fuera diez veces más compacto pero el tamaño de los planetas no cambiara, los planetas reflejarían alrededor de 4*10 -7 de la luz del Sol. Todavía diminuto.

La única vez que obtiene algo que no es pequeño es en el caso de un binario cercano. Si otra estrella del mismo tamaño que el Sol orbitara alrededor del Sol a solo un diámetro solar, interceptaría (y por lo tanto tendría la posibilidad de reflejar) alrededor del 6% de la luz solar.

Esto apoya bastante la conclusión de James K.