Янский

Jansky (символ Jy , множественные janskys ) представляет собой не - СИ единица спектральной плотности потока , ^[1] или спектральное излучение , используется особенно в радиоастрономии . Это эквивалентно 10 ⁻²⁶ Вт на квадратный метр на герц .

Плотность потока или монохроматический поток , S , источника является интегралом спектрального сияния, B , над источником телесного угла :

${\ displaystyle S = \ iint \ limits _ {\ text {source}} B (\ theta, \ phi) \, \ mathrm {d} \ Omega.}$

Устройство названо в честь пионера радиоастронома США Карла Гуте Янски и определяется как

${\ displaystyle 1 ~ \ mathrm {Jy} = 10 ^ {- 26} ~ \ mathrm {W} \ cdot \ mathrm {m ^ {- 2}} \ cdot \ mathrm {Hz ^ {- 1}}}$( SI ) ^[2]

${\ displaystyle 1 ~ \ mathrm {Jy} = 10 ^ {- 23} ~ \ mathrm {erg} \ cdot \ mathrm {s ^ {- 1}} \ cdot \ mathrm {cm ^ {- 2}} \ cdot \ mathrm {Гц ^ {- 1}}}$( cgs ).

Поскольку jansky получается интегрированием по всему телесному углу источника, его проще всего использовать для описания точечных источников; например, Третий Кембриджский каталог радиоисточников (3C) сообщает результаты в janskys.

• Для протяженных источников поверхностная яркость часто описывается в единицах янских на телесный угол; например, карты дальнего инфракрасного диапазона (FIR) со спутника IRAS даны в мегаянских за стерадиан (MЯн · ср ⁻¹ ).
• Хотя с помощью этих устройств можно сообщать о расширенных источниках на всех длинах волн, для радиочастотных карт протяженные источники традиционно описывались в терминах яркостной температуры ; например, Haslam et al. Обзор всего неба на частоте 408 МГц представлен в виде яркостной температуры в градусах Кельвина .

Преобразование единиц [ править ]

Единицы Янского не являются стандартной единицей СИ, поэтому может возникнуть необходимость преобразовать измерения, сделанные в этой единице, в эквивалент СИ в ваттах на квадратный метр на герц (Вт · м ⁻² · Гц ⁻¹ ). Однако возможны и другие преобразования единиц измерения.

Величина AB [ править ]

Плотность потока в janskys может быть преобразована в абсолютную величину, чтобы сделать соответствующие предположения о спектре. Например, преобразование величины AB в плотность потока в Microjanskys несложно: ^[3]

${\displaystyle S_{v}~[\mu {\text{Jy}}]=10^{6}\cdot 10^{23}\cdot 10^{-{\tfrac {{\text{AB}}+48.6}{2.5}}}=10^{\tfrac {23.9-{\text{AB}}}{2.5}}.}$

дБВт · м ⁻² · Гц ⁻¹ [ редактировать ]

Линейная плотность потока в janskys может быть преобразована в децибел , что подходит для использования в областях телекоммуникаций и радиотехники.

1 jansky равно −260  дБВт · м ⁻² · Гц ⁻¹ или −230  дБм · м ⁻² · Гц ⁻¹ : ^[4]

${\displaystyle P_{{\text{dBW}}\cdot {\text{m}}^{-2}\cdot {\text{Hz}}^{-1}}=10\log _{10}\left(P_{\text{Jy}}\right)-260,}$

${\displaystyle P_{{\text{dBm}}\cdot {\text{m}}^{-2}\cdot {\text{Hz}}^{-1}}=10\log _{10}\left(P_{\text{Jy}}\right)-230.}$

Единицы измерения температуры [ править ]

Плотность потока в Янских можно преобразовать в Рэлея-Джинса или яркостную температуру , полезную в радио и микроволновой астрономии.

Начиная с закона Планка , мы видим

${\displaystyle I_{\nu }={\frac {2h\nu ^{3}}{c^{2}}}{\frac {1}{e^{\frac {h\nu }{kT}}-1}}.}$

В низкочастотном, высокотемпературном режиме, когда мы можем использовать закон Рэлея-Джинса, давая приближение,${\displaystyle h\nu \ll kT}$

${\displaystyle I_{\nu }={\frac {2\nu ^{2}kT}{c^{2}}}.}$

Решая для , находим, что яркостная температура равна${\displaystyle T}$

${\displaystyle T_{b}={\frac {I_{\nu }c^{2}}{2k\nu ^{2}}}.}$

Использование [ править ]

Поток, на который ссылается Янски, может иметь любую форму энергии.

Он был создан и до сих пор наиболее часто используется в отношении электромагнитной энергии, особенно в контексте радиоастрономии.

Ярчайшие астрономические радиоисточники имеют плотности потока порядка 1–100 янских. Например, в Третьем Кембриджском каталоге радиоисточников перечислено от 300 до 400 радиоисточников в Северном полушарии ярче 9 Ян на частоте 159 МГц. Этот диапазон делает jansky подходящим устройством для радиоастрономии .

Гравитационные волны также несут энергию, поэтому их плотность потока также можно выразить в терминах янских. Ожидается, что типичные сигналы на Земле будут составлять 10 ²⁰  Ян или более. ^[5] Однако из-за плохой связи гравитационных волн с веществом такие сигналы трудно обнаружить.

При измерении широкополосного континуального излучения, когда энергия примерно равномерно распределяется по ширине полосы детектора , обнаруженный сигнал будет увеличиваться пропорционально ширине полосы пропускания детектора (в отличие от сигналов с шириной полосы, меньшей, чем ширина полосы пропускания детектора). Чтобы вычислить плотность потока в янскисах, общая регистрируемая мощность (в ваттах) делится на площадь сбора приемника (в квадратных метрах), а затем делится на ширину полосы детектора (в герцах). Плотность потока астрономических источников на много порядков ниже 1 Вт · м ⁻² · Гц ⁻¹ , поэтому результат умножается на 10 ^26, чтобы получить более подходящую единицу для естественных астрофизических явлений. ^[6]

Миллиянский, mJy, в более ранней астрономической литературе иногда упоминался как миллипоток (mfu). ^[7]

Порядки величины [ править ]

Примечание. Если не указано иное, все значения указаны с поверхности Земли. ^[9]

Ссылки [ править ]