Estudio experimental y teorico de la matriz de scattering de analogos de polvo de Marte

Resumen

La presente Tesis se centra en el estudio experimental de la matriz de scattering de distintas muestras de análogos de polvo de Marte a dos longitudes de onda, 488 y 647 nm. El principal objetivo de la Tesis es el producir una base de datos con las propiedades de scattering de distintas muestras análogas en sus propiedades físicas a las existentes en la atmósfera marciana. Dicha base de datos estará disponible para la comunidad astronómica internacional en la Amsterdam-Granada Light Scattering Database (www.iaa.es/scattering). Las muestras consideradas en este estudio son 2 muestras de palagonita (JSC MARS-1 NASA simulant), montmorillonita, basalto y calcita. Las medidas de las matrices de scattering han sido realizadas en el COsmic DUst LABoratory (CODULAB) ubicado en Instituto de Astrofísica de Andalucía, en Granada, España. Las medidas se han realizado cubriendo un rango de ángulos de scattering desde 3 grados hasta 177 grados. Se ha verificado que todas las medidas pasan el test de coherencia de Cloude dentro de las barras de error. Posteriormente, para facilitar el uso de las medidas como datos de entrada de los modelos de balance radiativo, la matrices experimentales se han extrapolado en el rango de ángulos a los que no son posibles las medidas, es decir, [0-3] y [177-180] grados. Las medidas experimentales se han complementado con la simulación computacional de las matrices de scattering de la muestra de calcita. La muestra de calcita se ha elegido para dicho estudio por dos razones. En primer lugar por el carácter birrefrigente de la muestra. En segundo lugar, por la geometría característica de las partículas de dicha muestra, los cuales son discos y romboides con estructura de capas. Para llevar a cabo las simulaciones numéricas, hemos reproducido computacionalmente dichas estudiando el efecto de la birrefrigencia en los distintos elementos de la matriz de scattering. Las simulaciones se han llevado a cabo con el código DDSCAT 7.1. El trabajo viene complementado por experimentos de fotoforesis a 655 nm. La fotoforesis podría ser responsable de inyectar grandes cantidades de polvo en la atmósfera marciana. Dado que este trabajo está desarollándose actualmente, en el manuscrito se presentan resultados preliminares, pero estos resultados están considerados para su publicación en breve. En el experimento se obtuvo la fuerza fotoforética para los análogos de polvo de Marte estudiados en esta Tesis. También se obtuvieron parámetros físicos adicionales para las muestras. En particular, el coeficiente de acomodación y el parámetro de asimetría dividido por el coeficiente de conductividad térmica. Se ha utilizado un novedoso método para obtener dichos parámetros, cuya derivación era, hasta ahora, bastante problemática para partículas irregulares.