カッシーニからのガリレオ衛星の反射光観測：冷たい地球外惑星のためのテストベッド

土星を周回する探査機カッシーニから木星を撮影したときに視野に入るガリレオ衛星を解析すると直接撮影した系外の岩石惑星を解析するたたき台になる。大気の邪魔が無いとは言え手持ちのカメラよりキレイに撮れる。国家予算の力は凄い。以下、機械翻訳。
カッシーニからのガリレオ衛星の反射光観測：冷たい地球外惑星のためのテストベッド
2020年9月11日に提出
大気が薄いか大気がない地球外惑星の場合、表面は惑星の反射光信号に光を与えます。太陽系の体のさまざまなディスク統合輝度の測定と、照明と波長の変化は、直接イメージングされた太陽系外惑星のイメージング観測の計画と最終的なデータセットの解釈の両方に不可欠です。ここでは、ガリレオ衛星の輝度の変化を、平面中心の経度、照明位相角、および波長の関数として測定します。データは、400〜950 nmの波長範囲と主に0〜25度の位相角にまたがり、一部の観測は60〜140度に制限されています。月の間のサイズと密度の類似性にもかかわらず、表面の不均一性により、平面から中心への経度と位相角で、ディスクに統合された反射率が大きく変化します。これらの変化は月の回転周期を決定するのに十分であることがわかります。また、低位相角では、表面が8〜36％の反射率変動を生成する可能性があり、限られた高位相角の観測では、変動が高位相角で比例して大きい振幅になることを示唆しています。さらに、すべてのガリレオ衛星は、直接イメージングミッションで観測される可能性が最も高いフェーズで、理想化されたランベルトモデルによって予測されるよりも暗いです。地球サイズの太陽系外惑星の表面がガリレオ衛星の表面に似ている場合、将来のダイレクトイメージングミッションでは0.1 \、ppb未満の精度を達成する必要があることがわかります。必要な精度が達成されれば、

図1.削減パイプラインの診断画像の例。 左：木星のサンプルNAC画像。 さまざまなサークルが表示されます
月の予想位置。 切手は、開口部（緑）のおおよその中心（赤い点）と
内側の空の環（青）。 ガニメデはこの画像では見つかりませんでした。 右：左と同じですが、WACイメージ用です。


図2.この調査に含まれているWACフィルターの透過率曲線。 注：2つのカメラ間の分光透過率は少し異なります（Porco et al。
2004）。 比較のため、ガリレオ衛星のアルベドスペクトルもプロットします。


図3. VIO、BL1、GRN、RED、CB2、およびフィルターの各月の上から下へのLomb-Scargleピリオドグラム
CB3。 黒い実線のダッシュは、既知の期間と既知の期間の半分を示します。 灰色の点線は測定された
ピリオドグラムのピーク。 灰色の横線は、1％の誤警報確率を示しています。 ローテーション期間はよく回復しています
カリストを除いて、VIO、GRN、REDで位相角補正なし。 カリストのローテーション期間の回復
（および他のフィルター）は、観測ベースラインが短すぎるか、サンプリングが不十分であることに起因します。


図4.経度の関数としてのIoの明るさの変化。 上：平面中心の関数としての反射率
Ioのサブスペースクラフトポイントの経度（ポイント）。位相角で色分けされます。 結果のフィットは、（から
左から右）VIO、GRN、RED、CB2、およびCB3フィルター。 網掛けの領域は1σエラー領域を示しています。 中央：反転
各フィルターの輝度マップ。 明るさのスライスは、定義する各経度の間に補間されて、
マップの外観と色付きの線は、スライスの端を示します。 下：USGSマップ（左）、結果のスライス、
補間および平滑化されたマップ（中央）、およびUSGSマップの結果が青色で表示されるスライスの明るさの比較
反転したマップの結果の線形結合は黒く表示され、1σエラーが影付きで表示されます。 比較のため、スライスの明るさ
1でピークに正規化されました。


図5.平面から中心への経度の関数としてのヨーロッパの明るさの変化。 キャプションの説明を参照してください
図4。


図6.平面中心の経度の関数としてのガニメデの明るさの変化。 キャプションの説明を参照してください
図4の。


図7.平面中心の経度の関数としてのカリストの明るさの変化。 キャプションの説明を参照してください
図4.変動の振幅は誤差に匹敵することに注意してください。