Моделирование зодиакального излучения на основе рассчитанной фазовой функции межпланетной пыли

Межпланетное пространство заполнено микронными пылевыми частицами, которые концентрируется вблизи плоскости эклиптики. Основными источниками этой пыли являются столкновения астероидов, испарение комет и вклад межзвёздной среды. Рассеяние и переизлучение солнечного излучения на этих частицах создаёт зодиакальный свет, наблюдаемый как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах. Учет данного фонового излучения необходим для калибровки инструментов фотометрии. Для моделирования этого излучения использовалась модель Kelsall et al. межпланетной пыли, основанная на данных эксперимента COBE/DIRBE (Diffuse Infrared Background Experiment), которая позволяет прогнозировать яркость зодиакального фона в ближнем ИК-диапазоне 1,25-100 мкм. Для длин волн 1,064 и 0,532 мкм была расширена данная модель, основываясь на расчётах рассеяния света на частицах неправильной формы. Использовались методы DDA до 5 мкм и приближение физической оптики с 5 до 100 мкм. Использовались три наиболее часто встречающихся каменистых тел Солнечной системы: энстатит, оливин и пироксен. Проведена оптимизация модального размера гамма-распределения, обеспечивающая наилучшее согласие с астрофизическими наблюдениями. Для визуализации и расчёта фонового излучения использован Python-фреймворк ZodiPy, позволяющий гибко моделировать зодиакальный свет с учётом геометрии наблюдения и спектральных характеристик. Полученные результаты сопоставлены с существующими моделями, для обоснования предложенного подхода. Используемый подход открывает возможность более точного учёта зодиакального фона при анализе данных современных и будущих миссий, таких как Euclid, Roman Space Telescope и наземных лазерных систем, работающих на длинах волн 0,532 и 1,064 мкм.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-22-00183, https://rscf.ru/project/25-22-00183/.