Brilho da superfície - Surface brightness

Em astronomia , o brilho da superfície (SB) quantifica o brilho aparente ou densidade de fluxo por unidade de área angular de um objeto espacialmente estendido, como uma galáxia ou nebulosa , ou do fundo do céu noturno . O brilho da superfície de um objeto depende da densidade de luminosidade de sua superfície, ou seja, sua luminosidade emitida por unidade de área de superfície. Na astronomia visível e infravermelha , o brilho da superfície é frequentemente citado em uma escala de magnitude , em magnitudes por segundo de arco quadrado (MPSAS) em uma banda de filtro particular ou sistema fotométrico .

A medição do brilho da superfície de objetos celestes é chamada de fotometria de superfície .

Descrição geral

A magnitude total é uma medida do brilho de um objeto estendido, como uma nebulosa, aglomerado, galáxia ou cometa. Pode ser obtido somando a luminosidade sobre a área do objeto. Alternativamente, um fotômetro pode ser usado aplicando aberturas ou fendas de diferentes tamanhos de diâmetro. A luz de fundo é então subtraída da medição para obter o brilho total. O valor de magnitude resultante é o mesmo que uma fonte pontual que está emitindo a mesma quantidade de energia.

A magnitude aparente de um objeto astronômico é geralmente dada como um valor integrado - se uma galáxia é cotada como tendo uma magnitude de 12,5, significa que vemos a mesma quantidade total de luz da galáxia que veríamos de uma estrela com magnitude 12,5. No entanto, uma estrela é tão pequena que é efectivamente uma fonte pontual na maioria das observações (o maior diâmetro angular , que de R Doradus , é 0,057 ± 0,005 segundos de arco ), ao passo que um Galaxy pode estender-se ao longo de vários segundos de arco ou arcominutos . Portanto, a galáxia será mais difícil de ver do que a estrela contra a luz de fundo do brilho do ar . A magnitude aparente é uma boa indicação de visibilidade se o objeto for semelhante a um ponto ou pequeno, enquanto o brilho da superfície é um indicador melhor se o objeto for grande. O que é considerado pequeno ou grande depende das condições de visualização específicas e segue a lei de Ricco . Em geral, para avaliar adequadamente a visibilidade de um objeto, é necessário conhecer os dois parâmetros.

Calculando o brilho da superfície

Brilhos de superfície são normalmente indicados em magnitudes por segundo de arco quadrado. Como a magnitude é logarítmica, o cálculo do brilho da superfície não pode ser feito pela simples divisão da magnitude pela área. Em vez disso, para uma fonte com uma magnitude total ou integrada m que se estende por uma área visual de A quadrada de segundos de arco, o brilho da superfície S é dado por

Para objetos astronômicos, o brilho da superfície é análogo à luminância fotométrica e, portanto, é constante com a distância: conforme um objeto se torna mais fraco com a distância, ele também se torna correspondentemente menor na área visual. Em termos geométricos, para um objeto próximo que emite uma determinada quantidade de luz, o fluxo radiativo diminui com o quadrado da distância até o objeto, mas a área física correspondente a um dado ângulo sólido ou área visual (por exemplo, 1 arco quadrado segundo) diminui no mesma proporção, resultando no mesmo brilho de superfície. Para objetos estendidos, como nebulosas ou galáxias, isso permite a estimativa da distância espacial do brilho da superfície por meio do módulo de distância ou distância de luminosidade .

Relacionamento com unidades físicas

O brilho da superfície em unidades de magnitude está relacionado ao brilho da superfície em unidades físicas de luminosidade solar por parsec quadrado por

onde e são a magnitude absoluta e a luminosidade do Sol na faixa de cor escolhida , respectivamente.

O brilho da superfície também pode ser expresso em candela por metro quadrado usando a fórmula [valor em cd / m 2 ] = 10,8 × 10 4 × 10 (-0,4 * [valor em mag / arcsec2]) .

Há uma calculadora online disponível aqui http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php?ACTION=SOLVE&txtMAGSQA=21.83

Exemplos

Um céu verdadeiramente escuro tem um brilho de superfície de 2 × 10 −4  cd m −2 ou 21,8 mag arcsec −2 .

O brilho superficial do pico da região central da nebulosa de Orion é de cerca de 17 / Mag arcsec 2 (cerca de 14 mili lêndeas ) e o brilho azulado exterior tem um brilho de superfície do pico de 21,3 MAG / arcsec 2 (cerca de 0,27 millinits).

Veja também

Referências

Referências gerais