Jansky - Jansky

jansky
Sistema de unidades Unidade métrica não SI
Unidade de Densidade de fluxo
Símbolo Jy
Nomeado após Karl Guthe Jansky
Conversões
1 Jy em ... ... é igual a ...
   Unidades SI    10 −26  W⋅m −2 ⋅Hz −1
   Unidades CGS    10 −23  erg⋅s −1 ⋅cm −2 ⋅Hz −1

O jansky (símbolo Jy , plural janskys ) é uma unidade não SI de densidade de fluxo espectral , ou irradiância espectral , usada especialmente em radioastronomia . É equivalente a 10 −26 watts por metro quadrado por hertz .

A densidade de fluxo ou fluxo monocromático , S , de uma fonte é a integral da radiância espectral, B , sobre o ângulo sólido da fonte :

A unidade tem o nome do pioneiro rádio astrônomo dos EUA Karl Guthe Jansky e é definida como

( SI )
( cgs ).

Uma vez que o jansky é obtido pela integração de todo o ângulo sólido da fonte, ele é mais simplesmente usado para descrever fontes pontuais; por exemplo, o Terceiro Catálogo de Fontes de Rádio de Cambridge (3C) relata os resultados em janskys.

  • Para fontes estendidas, o brilho da superfície é frequentemente descrito com unidades de janskys por ângulo sólido; por exemplo, infravermelho distante (FIR) mapeia a partir do IRAS satélite estão em megajanskys por esferorradiano (MJy⋅sr -1 ).
  • Embora fontes estendidas em todos os comprimentos de onda possam ser relatadas com essas unidades, para mapas de radiofrequência, fontes estendidas têm sido tradicionalmente descritas em termos de temperatura de brilho ; por exemplo, o Haslam et al. O levantamento contínuo de todo o céu de 408 MHz é relatado em termos de uma temperatura de brilho em Kelvin .

Conversões de unidades

As unidades de Jansky não são uma unidade SI padrão, portanto, pode ser necessário converter as medições feitas na unidade para o equivalente SI em termos de watts por metro quadrado por hertz (W · m −2 · Hz −1 ). No entanto, outras conversões de unidades são possíveis com relação à medição desta unidade.

Magnitude AB

A densidade de fluxo em janskys pode ser convertida em uma base de magnitude, para suposições adequadas sobre o espectro. Por exemplo, converter uma magnitude AB em uma densidade de fluxo em microjanskys é simples:

dBW · m −2 · Hz −1

A densidade de fluxo linear em janskys pode ser convertida em uma base de decibéis , adequada para uso em campos de telecomunicações e engenharia de rádio.

1 jansky é igual a −260  dBW · m −2 · Hz −1 , ou −230  dBm · m −2 · Hz −1 :


Unidades de temperatura

A densidade de fluxo em Janskys pode ser convertida em Rayleigh-Jeans, ou Temperatura de Brilho , útil em astronomia de rádio e microondas.

Começando com a Lei de Planck , vemos

No regime de baixa frequência, alta temperatura, quando podemos usar a lei de Rayleigh-Jeans, dando a aproximação,

Resolvendo para , achamos que a temperatura de brilho é

Uso

O fluxo a que o jansky se refere pode ser em qualquer forma de energia.

Foi criado e ainda é mais frequentemente usado em referência à energia eletromagnética, especialmente no contexto da radioastronomia.

As fontes de rádio astronômicas mais brilhantes têm densidades de fluxo da ordem de 1–100 janskys. Por exemplo, o Terceiro Catálogo de Fontes de Rádio de Cambridge lista cerca de 300 a 400 fontes de rádio no hemisfério norte mais brilhantes do que 9 Jy a 159 MHz. Este alcance torna o jansky uma unidade adequada para a radioastronomia .

As ondas gravitacionais também carregam energia, então sua densidade de fluxo também pode ser expressa em termos de janskys. Espera-se que os sinais típicos na Terra sejam de 10 20  Jy ou mais. No entanto, devido ao mau acoplamento das ondas gravitacionais à matéria, esses sinais são difíceis de detectar.

Ao medir as emissões do contínuo de banda larga, onde a energia é distribuída de maneira mais ou menos uniforme pela largura de banda do detector , o sinal detectado aumentará em proporção à largura de banda do detector (em oposição aos sinais com largura de banda mais estreita do que a passagem de banda do detector). Para calcular a densidade de fluxo em janskys, a potência total detectada (em watts) é dividida pela área de coleta do receptor (em metros quadrados) e, em seguida, dividida pela largura de banda do detector (em hertz). A densidade de fluxo de fontes astronômicas é muitas ordens de magnitude abaixo de 1 W · m −2 · Hz −1 , então o resultado é multiplicado por 10 26 para obter uma unidade mais apropriada para fenômenos astrofísicos naturais.

O milijansky, mJy, às vezes era referido como uma unidade de milifluxo (mfu) na literatura astronômica mais antiga.

Ordens de magnitude

Valor (Jy) Fonte
110 000 000 Interferência de radiofrequência de um telefone GSM transmitindo 0,5 W em1,8 GHz a uma distância de 1 km ( RSSI de -70  dBm )
20 000 000 Sol perturbado a 20 MHz ( descoberta inicial de Karl Guthe Jansky , publicada em 1933)
4 000 000 Sol a 10 GHz
1 600 000 Sol a 1,4 GHz
1 000 000 Via Láctea a 20 MHz
10 000 1 unidade de fluxo solar
2 000 Via Láctea a 10 GHz
1 000 Quiet Sun a 20 MHz

Nota: A menos que indicado, todos os valores são vistos da superfície da Terra.

Referências