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Título

Dust in planetary and cometary atmospheres: an experimental and computacional study based on the analysis of a lunar dust analog

AutorEscobar Cerezo, Jesús
DirectorMuñoz, Olga ; Moreno, Fernando
Palabras claveScattering
Cosmic dust
Planetary atmospheres
Cometary atmospheres
Fecha de publicación23-mar-2018
EditorUniversidad de Granada
CSIC - Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA)
ResumenEsta tesis se enmarca en el estudio de scattering de luz visible por muestras de part culas irregulares cuyo tama~no es mayor al de la longitud de onda de la luz incidente. En Astronom a existe una amplia variedad de escenarios donde los procesos f sicos asociados a la interacci on de la luz con las part culas de polvo juegan un paper muy relevante. Algunos ejemplos son la ceniza volc anica o arena de los desiertos en suspensi on en la atm osfera terrestre, las nubes de acido sulf urico en Venus, los tolines org anicos en la atm osfera de Tit an, o el polvo zodiacal en el Sistema Solar. A trav es del estudio de la funci on de fase y de la polarimetr a se ha conseguido obtener informaci on valiosa de estas muestras sin necesidad de tener acceso f sico a ellas. En nuestro caso, estamos interesados en caracterizar la respuesta espectropolarim etrica del regolito lunar. El regolito puede de nirse como el material no consolidado en forma de granos o polvo que se encuentra sobre el lecho de roca s olida. Adem as, este material ha sido alterado con respecto al material primigenio rocoso por estar expuesto a la radiaci on y los impactos de meteoritos. La polarimetr a de la Luna ha sido estudiada a partir de observaciones desde la Tierra durante los ultimos dos siglos, pero cuando nalmente se consigui o llegar a su super cie y regresar con muestras reales, la mayor parte de las preguntas por responder fueron resueltas. Sin embargo, el m etodo de estudio por t ecnicas remotas sigui o desarroll andose ya que pod a ayudar a caracterizar observaciones de otros planetas y sat elites del Sistema Solar. De hecho, en los ultimos a~nos se ha propuesto usar la polarimetr a para estudiar exoplanetas. El objetivo de esta tesis es el de caracterizar el simulante lunar JSC-1A mediante su matriz de scattering. Para ello, se han realizado medidas experimentales en el COsmic DUst LABoratory situado en el Instituto de Astrof sica de Andaluc a en Granada, Espa~na (IAACODULAB). Las medidas fueron realizadas a tres longitudes de onda en el visible (488, 520 y 647 nm) para angulos de scattering comprendidos entre 3 y 177 . Para poder facilitar su uso en aquellas investigaciones que requieran conocer la matriz de scattering en todo el rango de angulos, se ha calculado por extrapolaci on una matriz sint etica de nida de 0 a 180 . Para completar las medidas de laboratorio se han realizado simulaciones de part culas irregulares usando el c odigo SIRIS desarrollado en la Universidad de Helsinki. Este c odigo simula particulas irregulares usando formas gaussianas aleatorias a las que adem as se le pueden incluir heterogeneidades internas y externas para simular inclusiones o rogusidad super cial. Primero se ha hecho un estudio met odico de los distintos par ametros que caracterizan a la part cula (tama~no, ndice de refracci on y composici on de las heterogeneidades) para ver c omo se ve afectada la matriz de scattering. Una vez testeado el c odigo, nos propusimos reproducir los efectos de la \erosi on espacial" sobre el espectro de re ectancia de una muestra pr stina de regolito lunar. Esta erosi on espacial se produce cuando las part culas se encuentran expuestas al vac o del espacio, sufriendo impactos de meteoroides y efectos de la radiaci on c osmica y solar. Estos efectos generan nanopart culas de hierro reducido (Fe0) que afectan al espectro de re ectancia oscureci endolo, enrojeci endolo y disminuyendo ii la profundidad de las bandas de absorci on. El c odigo SIRIS reprodujo estos efectos al incluir part culas nanom etricas con las caracter sticas opticas del Fe0 como inclusiones dentro del regolito lunar.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/162510
Aparece en las colecciones: (IAA) Tesis
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