Jasność powierzchni - Surface brightness

W astronomii , jasność powierzchni (SB), ilościowo Jasność lub gęstość strumienia na jednostkę kątowego strefy o przestrzennie rozszerzonego obiektu, takiego jak galaktyki lub mgławicy lub na noc nieba tle. Jasność powierzchniowa obiektu zależy od jego gęstości powierzchniowej, tj. od jego jasności emitowanej na jednostkę powierzchni. W astronomii widzialnej i podczerwonej jasność powierzchniowa jest często podawana w skali wielkości , w wielkościach na sekundę kątową (MPSAS) w określonym paśmie filtrów lub systemie fotometrycznym .

Pomiar jasności powierzchniowej ciał niebieskich nazywa się fotometrią powierzchniową .

Ogólny opis

Całkowita jasność jest miarą jasności rozszerzonego obiektu, takiego jak mgławica, gromada, galaktyka lub kometa. Można ją uzyskać sumując jasność na powierzchni obiektu. Alternatywnie, fotometr może być użyty przez zastosowanie otworów lub szczelin o różnych rozmiarach średnicy. Światło tła jest następnie odejmowane od pomiaru w celu uzyskania całkowitej jasności. Wynikowa wartość wielkości jest taka sama jak źródło punktowe, które emituje taką samą ilość energii.

Pozorna wielkość astronomicznego przedmiot podaje się na ogół jako zintegrowany wartości jeśli Galaxy jest cytowany jako mający wielkość 12,5, to znaczy, widać tę samą całkowitą ilość światła z galaktyki tak samo jak z gwiazdy o wielkości 12.5. Jednak gwiazdy jest tak mały, że jest skutecznie źródło punktowe w większości obserwacji (największej średnicy kątowym , że w r doradus jest 0,057 ± 0,005 sekundy kątowej ), podczas gdy Galaxy może rozciągać się na kilka sekund łuku lub minuty łuku . Dlatego galaktyka będzie trudniejsza do zobaczenia niż gwiazda na tle poświaty powietrznej . Jasność pozorna jest dobrym wskaźnikiem widoczności, jeśli obiekt jest punktowy lub mały, natomiast jasność powierzchniowa jest lepszym wskaźnikiem, jeśli obiekt jest duży. To, co liczy się jako małe lub duże, zależy od konkretnych warunków oglądania i wynika z prawa Ricco . Generalnie, aby właściwie ocenić widoczność obiektu, trzeba znać oba parametry.

Obliczanie jasności powierzchni

Jasności powierzchniowe są zwykle podawane w wielkościach na sekundę kątową kwadratową. Ponieważ wielkość jest logarytmiczna, obliczenia jasności powierzchniowej nie można przeprowadzić przez prosty podział wielkości przez obszar. Zamiast tego, dla źródła o całkowitej lub zintegrowanej wielkości m rozciągającej się na polu widzenia A sekund kątowych, jasność powierzchniowa S jest dana wzorem

W przypadku obiektów astronomicznych jasność powierzchniowa jest analogiczna do luminancji fotometrycznej i dlatego jest stała wraz z odległością: gdy obiekt blednie wraz z odległością, odpowiednio zmniejsza się również w polu widzenia. W ujęciu geometrycznym, dla pobliskiego obiektu emitującego określoną ilość światła, strumień promieniowania zmniejsza się wraz z kwadratem odległości od obiektu, ale obszar fizyczny odpowiadający danemu kątowi przestrzennemu lub obszarowi widzenia (np. 1 sekunda kwadratowa) zmniejsza się o taka sama proporcja, co skutkuje taką samą jasnością powierzchni. W przypadku rozległych obiektów, takich jak mgławice lub galaktyki, umożliwia to oszacowanie odległości przestrzennej od jasności powierzchniowej za pomocą modułu odległości lub odległości jasności .

Stosunek do jednostek fizycznych

Jasność powierzchniowa w jednostkach wielkości jest powiązana z jasnością powierzchniową w fizycznych jednostkach jasności słonecznej na parsek kwadratowy przez

gdzie i są odpowiednio absolutną jasnością i jasnością Słońca w wybranym paśmie kolorów .

Jasność powierzchni może być także wyrażona w kandela na metr kwadratowy , stosując wzór [wartość cd / m 2 ] = 10,8 x 10 4 x 10 (-0,4 * [wartość mag / arcsec2]) .

Kalkulator online dostępny jest tutaj http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php?ACTION=SOLVE&txtMAGSQA=21.83

Przykłady

Prawdziwie ciemne niebo ma jasność powierzchniową 2 × 10 -4  cd m -2 lub 21,8 mag arcsec -2 .

Jasność powierzchni piku w środkowej części Orion mgławicy około 17 arcsec Mag / 2 (około 14 milisekund nitów ) i zewnętrzna niebieskawy blask ma pik jasność powierzchni 21,3 Mag / arcsec 2 (około 0,27 millinits).

Zobacz też

Bibliografia

Ogólne odniesienia