26.3.3. Излучение планет

Было обнаружено, что вещество планет является источником излучения, которое можно обнаружить на Земле. Например, вспышки излучения планеты Юпитер [100] имеют сложный спектр, ограниченный частотами ниже Наличие более мощных вспышек свидетельствует о том, что пиковая мощность источника вспышек иногда достигает величины на единицу полосы спектра. В настоящее время не совсем ясен механизм возникновения таких импульсных излучений. Возможной причиной появления этих излучений считали молнии [136], но расхождение между измеренной мощностью шумов и ожидаемой от таких же вспышек земного происхождения имеет порядок

Кометы, двигающиеся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, сильно меняются по размерам, форме и направлению движения в пространстве. Величина их перигелия определяется степенью приближения к Земле. Голова кометы состоит из молекул или свободных радикалов, в то время как хвост, направленный в сторону Солнца, представляет разреженную плазму. При наблюдении [71] кометы в 1956 году во время прохождения ею перигелия было зафиксировано наличие стабильного излучения на частоте которое может быть объяснено явлением квантовых переходов в молекуле Мощность излучения была равна такой величине мощности излучения соответствует полное число молекул что хорошо согласуется с более ранней оценкой состава атмосферы комет.

Можно ожидать, что небесные тела излучают высокочастотную энергию за счет обычных тепловых процессов. Например, Земля излучает, как черное тело при температуре 300° максимум излучения приходится на длину волны Следовательно, тепловое излучение будет пропорционально более мощным в сверхвысокочастотном диапазоне частот. Тепловое излучение планет исследовалось [90, 187, 280, 305] в диапазоне частот от 0,96 до Различия в эффективных температурах Венеры, Юпитера и Марса были около 0,3° К. Это позволило после введения поправки на затухание в атмосфере получить величины плотности потока, представленные в табл. 26.1. Исследования [367] Сатурна позволили определить его эквивалентную температуру черного тела. Она оказалась равной 106° К. Возможно, что атмосфера планет может поглощать сверхвысокочастотное излучение [342, 352].

Интенсивно исследовалось излучение Луны. Это небесное тело имеет приблизительно сферическую форму, причем диаметр сферы равен Она движется по слегка эллиптической орбите вокруг Земли, а ее среднее удаление от Земли равно Излучение Луны состоит из двух составляющих: отраженного солнечного света, спектральное распределение которого соответствует распределению излучения черного тела при температуре и теплового излучения, соответствующего более низкой температуре

Таблица 26.1 Излучение планет в диапазоне СВЧ

Луны. На частотах, расположенных ниже частот инфракрасной области спектра, интенсивность излучения собственно Луны оказывается больше интенсивности первой составляющей в 100 раз.

Рис. 28. 14. Яркостная температура Луны. Наблюдения проводились на частоте (См. [104].)

Как показано на вставках рис. 26.14, Луна проходит через разные фазы за 28 дней. Результаты наблюдений за температурой Луны по интенсивности ее излучения в инфракрасной области спектра свидетельствуют о строго точном чередовании фаз, и закон изменения абсолютной температуры достаточно точно описывается формулой

где фазовый угол Луны.

Излучение Луны [294] в сверхвысокочастотном диапазоне волн впервые было исследовано Дикком и Берингером [86], изменение же температуры поверхности Луны в течение ее цикла на частоте Пиддингтоном и Миннетом [211]. Они обнаружили довольно любопытное явление отставания температуры лунной поверхности от ее фазы приблизительно на кроме того, было

замечено, что амплитуда переменной составляющей оказывается много меньше той, которая получается по формуле [26.35].

В работе [5] приводятся данные о температуре Луны, полученные по результатам измерений на частоте Гибсон [104], исследуя излучение на частоте использовал антенну диаметром ширина луча которой была равна 0,2° (угол зрения Луны с поверхности Земли равен 0,5°). В процессе эксперимента вводилась коррекция для учета затухания в земной атмосфере и изменения яркости по диску Луны. Полученная кажущаяся температура показана на рис. 26.14 пунктирной линией; отчетливо видны фазовый сдвиг и уменьшение амплитуды изменения.

Полагают, что такие эффекты обусловлены самой природой лунной поверхности. Иегер [139] провел расчеты температуры, определяемой при обработке результатов измерений интенсивности излучения в сверхвысокочастотном диапазоне частот, для разных типов поверхностей. Кривая, обозначенная на рис. 26.14 сплошной линией, весьма близко совпадает с результатами эксперимента и построена для случая, когда лунная поверхность состоит из слоев мелкой пыли, толщина которых в среднем равна или превышает 2,5 см; теплопроводность пыли полагалась очень малой, диэлектрическая проницаемость — равной 5, а коэффициент излучения —0,85.