Яркость поверхности - Surface brightness

В астрономии , поверхностная яркость (СО) квантифицирует видимую яркость или плотность потока на единицу угловой области пространственно протяженного объекта , такие как галактики или туманности , или в ночное небо фоне. Поверхностная яркость объекта зависит от его поверхностной светимости, т. Е. Его светимости, излучаемой на единицу площади поверхности. В видимой и инфракрасной астрономии, поверхностная яркость часто указываются на величины шкалы в величинах на квадратную угловую секунду (MPSAS) в конкретном фильтре полосе или фотометрической системе .

Измерение яркости поверхности небесных объектов называется поверхностной фотометрией .

Общее описание

Общая звездная величина - это мера яркости протяженного объекта, такого как туманность, скопление, галактика или комета. Его можно получить, суммируя яркость по площади объекта. В качестве альтернативы можно использовать фотометр , применив отверстия или щели разного диаметра. Затем фоновый свет вычитается из результата измерения, чтобы получить общую яркость. Результирующее значение магнитуды такое же, как у точечного источника, излучающего такое же количество энергии.

Видимая величина астрономического объекта , как правило , даются как интегральная величина, если галактики цитируются как имеющий величину 12,5, это означает , что мы видим то же общее количество света от галактики , как мы бы от звезды с величиной 12,5. Тем не менее, звезда настолько мала , что фактически является точечным источник в большинстве наблюдений (наибольшем угловом диаметре , что и R Doradus , являются 0,057 ± 0,005 угловых секунд ), в то время как галактики могут занимать несколько секунд дуги или угловых минут . Следовательно, галактику будет труднее увидеть, чем звезду, на фоне свечения атмосферы . Кажущаяся величина - хороший показатель видимости, если объект точечный или маленький, тогда как поверхностная яркость - лучший индикатор, если объект большой. Что считается малым или большим, зависит от конкретных условий просмотра и следует из закона Рикко . В общем, чтобы адекватно оценить видимость объекта, необходимо знать оба параметра.

Расчет поверхностной яркости

Яркость поверхности обычно указывается в величинах на квадратную угловую секунду. Поскольку величина является логарифмической, расчет поверхностной яркости не может быть выполнен простым делением величины на площадь. Вместо этого для источника с полной или интегрированной величиной m, распространяющегося на видимую область в A квадратных угловых секунд, поверхностная яркость S определяется как

Для астрономических объектов поверхностная яркость аналогична фотометрической яркости и, следовательно, постоянна с расстоянием: по мере того, как объект становится слабее с расстоянием, он также становится меньше в видимой области. С геометрической точки зрения, для близлежащего объекта, излучающего заданное количество света, поток излучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния до объекта, но физическая площадь, соответствующая заданному телесному углу или визуальной области (например, 1 квадратная угловая секунда), уменьшается на величину та же пропорция, что приводит к такой же поверхностной яркости. Для протяженных объектов, таких как туманности или галактики, это позволяет оценить пространственное расстояние от поверхностной яркости с помощью модуля расстояния или расстояния яркости .

Отношение к физическим единицам

Поверхностная яркость в единицах величины связана с поверхностной яркостью в физических единицах светимости Солнца на квадратный парсек следующим образом:

где и - абсолютная звездная величина и яркость Солнца в выбранной цветовой полосе соответственно.

Яркость поверхности также можно выразить в канделах на квадратный метр, используя формулу [значение в кд / м 2 ] = 10,8 × 10 4 × 10 (-0,4 * [значение в mag / arcsec2]) .

Здесь есть онлайн-калькулятор http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php?ACTION=SOLVE&txtMAGSQA=21.83

Примеры

По-настоящему темное небо имеет поверхностную яркость 2 × 10 −4  кд м −2 или 21,8 угловой секунды −2 .

Яркости пика поверхности центральной области туманности Ориона составляет около 17 Mag / угл.сек 2 (около 14 милли нит ) и внешний голубовато свечение имеет пик поверхностную яркость 21,3 Mag / угл.сек 2 (около 0,27 millinits).

Смотрите также

использованная литература

Общие ссылки