Brillo de la superficie - Surface brightness

En astronomía , el brillo de la superficie (SB) cuantifica el brillo aparente o la densidad de flujo por unidad de área angular de un objeto extendido espacialmente, como una galaxia o nebulosa , o del fondo del cielo nocturno . El brillo de la superficie de un objeto depende de su densidad de luminosidad superficial, es decir, su luminosidad emitida por unidad de superficie. En astronomía visible e infrarroja , el brillo de la superficie a menudo se cotiza en una escala de magnitud , en magnitudes por segundo de arco cuadrado (MPSAS) en una banda de filtro o sistema fotométrico en particular .

La medición del brillo de la superficie de los objetos celestes se llama fotometría de superficie .

Descripción general

La magnitud total es una medida del brillo de un objeto extendido como una nebulosa, un cúmulo, una galaxia o un cometa. Se puede obtener sumando la luminosidad sobre el área del objeto. Alternativamente, se puede utilizar un fotómetro aplicando aberturas o rendijas de diferentes tamaños de diámetro. Luego, la luz de fondo se resta de la medición para obtener el brillo total. El valor de magnitud resultante es el mismo que el de una fuente puntual que emite la misma cantidad de energía.

La magnitud aparente de un objeto astronómico generalmente se da como un valor integrado; si se dice que una galaxia tiene una magnitud de 12,5, significa que vemos la misma cantidad total de luz de la galaxia que veríamos de una estrella con una magnitud de 12,5. Sin embargo, una estrella es tan pequeño que es efectivamente una fuente puntual en la mayoría de las observaciones (el mayor diámetro angular , que de R Doradus , es 0,057 ± 0,005 segundos de arco ), mientras que una galaxia puede extenderse sobre varios segundos de arco o minutos de arco . Por lo tanto, la galaxia será difícil de ver que la estrella contra la luminiscencia atmosférica luz de fondo. La magnitud aparente es una buena indicación de visibilidad si el objeto es puntual o pequeño, mientras que el brillo de la superficie es un mejor indicador si el objeto es grande. Lo que cuenta como pequeño o grande depende de las condiciones específicas de visualización y se sigue de la ley de Ricco . En general, para evaluar adecuadamente la visibilidad de un objeto, es necesario conocer ambos parámetros.

Calcular el brillo de la superficie

Los brillos de la superficie generalmente se expresan en magnitudes por segundo de arco cuadrado. Debido a que la magnitud es logarítmica, el cálculo del brillo de la superficie no se puede realizar mediante una simple división de la magnitud por área. En cambio, para una fuente con una magnitud total o integrada m que se extiende sobre un área visual de A segundos de arco cuadrados, el brillo de la superficie S viene dado por

Para los objetos astronómicos, el brillo de la superficie es análogo a la luminancia fotométrica y, por lo tanto, es constante con la distancia: a medida que un objeto se debilita con la distancia, también se vuelve correspondientemente más pequeño en el área visual. En términos geométricos, para un objeto cercano que emite una cantidad determinada de luz, el flujo radiativo disminuye con el cuadrado de la distancia al objeto, pero el área física correspondiente a un ángulo sólido dado o área visual (por ejemplo, 1 segundo de arco cuadrado) disminuye en el misma proporción, resultando en el mismo brillo superficial. Para objetos extendidos como nebulosas o galaxias, esto permite la estimación de la distancia espacial del brillo de la superficie mediante el módulo de distancia o la distancia de luminosidad .

Relación con las unidades físicas

El brillo de la superficie en unidades de magnitud está relacionado con el brillo de la superficie en unidades físicas de luminosidad solar por parsec cuadrado por

donde y son la magnitud absoluta y la luminosidad del Sol en la banda de color elegida respectivamente.

El brillo de la superficie también se puede expresar en candelas por metro cuadrado utilizando la fórmula [valor en cd / m 2 ] = 10,8 × 10 4 × 10 (-0,4 * [valor en mag / arcsec2]) .

Hay una calculadora en línea disponible aquí http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php?ACTION=SOLVE&txtMAGSQA=21.83

Ejemplos de

Un cielo verdaderamente oscuro tiene un brillo superficial de 2 × 10 −4  cd m −2 o 21,8 segundos de arco mag −2 .

El brillo de la superficie de pico de la región central de la nebulosa de Orion es de aproximadamente 17 Mag / arcsec 2 (alrededor de 14 mili nits ) y el brillo azulado exterior tiene un brillo de la superficie de pico de 21,3 mag / arcsec 2 (alrededor de 0,27 millinits).

Ver también

Referencias

Referencias generales