Jas povrchu - Surface brightness

V astronomii , jas povrch (SB) kvantifikuje zřejmou jasnost nebo hustotu toku na jednotku úhlové oblasti o prostorově rozšířené objektu, jako je galaxie nebo mlhoviny , nebo z noční oblohy pozadí. Jas povrchu objektu závisí na hustotě jeho povrchové svítivosti, tj. Jeho svítivosti emitované na jednotku plochy povrchu. Ve viditelné a infračervené astronomii je povrchový jas často citován na stupnici magnitudy , v magnitudách na čtvereční obloukovou sekundu (MPSAS) v konkrétním filtračním pásmu nebo fotometrickém systému .

Měření povrchových jasů nebeských objektů se nazývá povrchová fotometrie .

Obecný popis

Celková velikost je mírou jasu rozšířeného objektu, jako je mlhovina, kupa, galaxie nebo kometa. Lze jej získat součtem svítivosti v celé ploše objektu. Alternativně lze použít fotometr použitím otvorů nebo štěrbin různých průměrů. Světlo na pozadí se pak odečte od měření, aby se získal celkový jas. Výsledná hodnota velikosti je stejná jako bodový zdroj, který vydává stejné množství energie.

Zdánlivá velikost z astronomického objektu je obecně dána jako integrované hodnoty v případě, že galaxie je citován jako má velikost 12,5, znamená to, že vidíme stejné celkové množství světla galaxie, jak bychom si z hvězdu s velikostí 12.5. Nicméně, hvězda , je tak malý, že je účinně bodový zdroj ve většině vyjádření (největší úhlové průměru , to R Doradus , je 0,057 ± 0,005 arcsec ), zatímco Galaxy může rozšířit do několika arcseconds nebo úhlových minut . Proto bude galaxie být hůře vidět, než je hvězda proti světelné záření atmosféry pozadí světle. Zdánlivá velikost je dobrým ukazatelem viditelnosti, pokud je objekt bodový nebo malý, zatímco jas povrchu je lepším indikátorem, pokud je objekt velký. To, co se považuje za malé nebo velké, závisí na konkrétních podmínkách sledování a vyplývá z Riccoova zákona . Obecně platí, že k adekvátnímu posouzení viditelnosti objektu je třeba znát oba parametry.

Výpočet jasu povrchu

Povrchové jasy jsou obvykle uváděny v magnitudách na čtvereční obloukovou sekundu. Protože je velikost logaritmická, nelze výpočet jasu povrchu provést jednoduchým dělením velikosti podle plochy. Místo toho, pro zdroj s celkovým nebo integrovaný velikosti m , probíhající přes vizuální plochu A čtverečních obloukových vteřin, jas povrch S je dána vztahem

${\ Displaystyle S = m+2,5 \ cdot \ log _ {10} A.}$

U astronomických objektů je jas povrchu analogický s fotometrickou svítivostí, a proto je se vzdáleností konstantní: jak se objekt stává slabším se vzdáleností, také se odpovídajícím způsobem zmenšuje ve vizuální oblasti. Z geometrického hlediska u blízkého objektu vyzařujícího dané množství světla se zářivý tok snižuje se čtvercem vzdálenosti k objektu, ale fyzická oblast odpovídající danému pevnému úhlu nebo vizuální oblasti (např. 1 čtvercová arkunda) klesá o stejný poměr, což má za následek stejný jas povrchu. U rozšířených objektů, jako jsou mlhoviny nebo galaxie, to umožňuje odhad prostorové vzdálenosti od povrchového jasu pomocí modulu vzdálenosti nebo vzdálenosti svítivosti .

Vztah k fyzickým jednotkám

Povrchový jas v jednotkách magnitudy souvisí s povrchovým jasem ve fyzických jednotkách sluneční svítivosti na čtvereční parsek o

${\ Displaystyle S ({\ rm {mag}}/{\ rm {arcsec}}^{2}) = M _ {\ odot}+21,572-2,5 \ log _ {10} S (L _ {\ odot}/{ \ rm {pc}}^{2}),}$

kde a jsou absolutní velikost a svítivost Slunce ve zvoleném barevném pásmu . ${\ displaystyle M _ {\ odot}}$${\ displaystyle L _ {\ odot}}$

Jas povrchu lze také vyjádřit v kandelách na metr čtvereční pomocí vzorce [hodnota v cd/m ² ] = 10,8 × 10 ⁴ × 10 ^{(-0,4*[hodnota v mag/arcsec2])} .

Online kalkulačka je k dispozici zde http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php?ACTION=SOLVE&txtMAGSQA=21.83

Příklady

Skutečně temná obloha má povrchový jas 2 × 10 ⁻⁴  cd m ⁻² nebo 21,8 mag arcsec ⁻² .

Vrcholový povrchový jas centrální oblasti mlhoviny Orion je asi 17 Mag/arcsec ² (asi 14 mili nitů ) a vnější namodralá záře má vrcholový povrchový jas 21,3 Mag/arcsec ² (asi 0,27 milinitu).

Viz také

• Projekt Araucaria
• Galaxie s nízkým povrchovým jasem
• Omezující velikost
• Vztah Sigma-D

Reference

Obecné reference

• Binney, James; Merrifield, Michael (1998). Galaktická astronomie . Princeton University Press . ISBN 978-0-691-02565-0.
• Sparke, L .; Gallagher, J. (2000). Galaxie ve vesmíru: Úvod (1. vyd.). Cambridge University Press . ISBN 0-521-59241-0.