¿Cuál es la geometría física de este aparente "eclipse" de una pequeña luna del asteroide Florence?

A continuación, se muestra un pequeño GIF creado a partir de un pequeño subconjunto de imágenes contenidas en el GIF original de 36 MB que se encuentra en https://cneos.jpl.nasa.gov/images/news/florence.p5us.1Hz.s382.sep01.gif . encontrado en el artículo Sky and Telescope Asteroid Florence Has Two Moons .

Aunque es tentador interpretar la imagen como una imagen óptica, creo que se trata de datos de doppler pulsado del centro Goldstone Deep Space Network. Supongo que un eje es el rango (retraso) y el otro es el cambio Doppler.

Todavía no puedo descifrar la geometría que produciría un "eclipse" (en este caso, la luna que pasa detrás del asteroide más grande) desapareciendo tan "lejos" del asteroide.

¿Podría alguien ayudarme aquí? ¿Un eje tiene retraso (tiempo) y el otro cambio Doppler? Uno puede comenzar con esta descripción , pero hay más de lo que se discute allí.

abajo: "Una imagen de radar muestra el asteroide 3122 Florence y pequeños ecos de sus dos lunas. Aquí hay una animación que los muestra más claramente. La dirección de la iluminación del radar (y, por lo tanto, la dirección hacia la Tierra) está en la parte superior". Desde aquí _ NASA/Laboratorio de Propulsión a Chorro. Este es un pequeño subconjunto de los marcos contenidos en el GIF original de 36 MB, y el tamaño se ha reducido en un factor de 2 para ajustarse al límite de 2 MB de SE.

Una imagen de radar muestra el asteroide 3122 Florence y pequeños ecos de sus dos lunas.

No estoy exactamente seguro de lo que está preguntando, pero creo que esta animación debe tratarse como una imagen, y los ejes x e y no tienen un significado especial.
@barrycarter No sé qué "los ejes x e y no tienen un significado especial". puede significar. Los ejes siempre tienen significado. Encontré un nuevo enlace JPL/CNEOS que discute la imagen y también lo agregué a la pregunta, pero aparte de decir "es complicado", no caracterizan los ejes. Una respuesta a mi pregunta tendría que explicar a qué geometría se refiere realmente el término "eclipse".
Bien, entendí lo que quieres decir, lo siento. La luna interior se eclipsa aunque parece que nada la eclipsa.
Parece que la "fuente de luz" proviene de la parte superior de la imagen, y la luna interior cae brevemente en la umbra de la fuente de luz. Probablemente se vería mejor si estuviéramos viendo desde la posición de la "fuente de luz", pero ese no parece ser el caso.
@barrycarter ¿Cómo puede esta imagen mostrar fuentes de luz visibles si es una imagen de radar?
Lo pongo entre comillas. En cneos.jpl.nasa.gov/news/news199.html , dice "La geometría en las imágenes de radar es análoga a ver un objeto desde arriba de su polo norte con la iluminación proveniente de la parte superior". la iluminación es la "fuente de luz" a la que me refería.

Respuestas (1)

El eje vertical es el retraso de la señal y, por lo tanto, la distancia desde la antena del radar; esta es información espacial más o menos verdadera. Como indica el pie de foto, el retraso aumenta de arriba a abajo en la imagen.

El eje horizontal es el cambio de frecuencia (debido al efecto Doppler). A la izquierda hay señales con una frecuencia más baja en relación con lo que se envió desde la antena del radar, es decir, reflexiones de puntos que se alejan de la antena; a la derecha, señales de mayor frecuencia, provenientes de puntos que se mueven hacia él.¹ Este eje es más difícil de interpretar.

Para un solo cuerpo rígido, que presumiblemente es Florence, la única forma en que puede tener puntos que se mueven en diferentes direcciones al mismo tiempo es girando. En un borde del cuerpo, los puntos que acaban de aparecer en el radar se están moviendo rápidamente hacia él. Este movimiento relativo se ralentiza a medida que los puntos se acercan al centro del disco visible por radar; luego, se alejan cada vez más rápido hasta desaparecer de la vista en el borde opuesto. (El cambio de velocidad no es lineal, lo que significa que el cuerpo estará algo deformado en la imagen del radar).

Solo este efecto permite que el radar distinga entre puntos que están a la misma distancia. Si el asteroide no estuviera girando en absoluto, o si miráramos exactamente uno de sus polos, aparecería solo como una delgada línea vertical en la imagen. Para un cuerpo giratorio, tenga en cuenta que el radar no puede decir en qué dirección es la rotación: un asteroide espejo girando en el otro sentido se vería exactamente igual.

Ahora para las lunas. No están conectadas rígidamente a Florencia, y aparentemente tampoco están bloqueadas por mareas, por lo que no seguirán su rotación. Con eso, el punto de partida "moviéndose en diferentes direcciones al mismo tiempo = rotación" que funcionó en el asteroide principal se rompe. Cuando una de las lunas se mueve hacia el radar, eso no nos dice exactamente nada sobre su posición relativa a Florencia; la visualización es engañosa en ese sentido. Por lo tanto, es absolutamente posible que una luna esté justo detrás de Florencia incluso cuando aparece a su lado en esta visualización en particular.

Emily Lakdawalla tiene una buena entrada de blog sobre este tema, con dibujos animados: Cómo los radiotelescopios obtienen “imágenes” de asteroides


¹ Después de corregir el movimiento de Florencia, o todo el sistema de Florencia y lunas, en relación con la Tierra, por supuesto.

¡Gracias por la explicación! Creo que uno de nosotros probablemente debería agregar uno o ambos subtítulos en la pregunta o la respuesta (como una cita en bloque) para futuros lectores, como protección general contra la rotura de enlaces. Para verificar que entiendo, ¿una línea vertical en el centro (x = 0) de la imagen representa velocidad cero (en el marco del centro de masa del sistema Florence)? La luna inferior alcanza el retraso máximo y la velocidad relativa cero, y dado que la inclinación de su órbita es lo suficientemente pequeña en relación con la eclíptica, pasa por detrás.
¿Si la misma órbita tuviera una mayor inclinación con respecto a nuestra línea de visión, las excursiones se reducirían tanto en x como en y, y no habría desaparición? Me pregunto si decir que la luna está en conjunción superior con Florencia es una mejor manera de describirla, o tal vez una ocultación de Florencia, en lugar de "Eclipsada" como se indica en el GIF.