El jansky (símbolo Jy , janskys plural ) es una unidad no SI de densidad de flujo espectral , [1] o irradiancia espectral , usada especialmente en radioastronomía . Es equivalente a 10 −26 vatios por metro cuadrado por hertz .
La densidad de flujo o flujo monocromático , S , de una fuente es la integral de la radiancia espectral, B , sobre el ángulo sólido de la fuente :
La unidad lleva el nombre del pionero radioastrónomo estadounidense Karl Guthe Jansky y se define como
Dado que el jansky se obtiene mediante la integración de todo el ángulo sólido de la fuente, se usa más simplemente para describir fuentes puntuales; por ejemplo, el tercer catálogo de Cambridge de fuentes de radio (3C) informa resultados en janskys.
- Para fuentes extendidas, el brillo de la superficie se describe a menudo con unidades de janskys por ángulo sólido; por ejemplo, los mapas de infrarrojo lejano (FIR) del satélite IRAS están en megajansky por estereorradián (MJy · sr −1 ).
- Aunque con estas unidades se pueden informar fuentes extendidas en todas las longitudes de onda, para mapas de radiofrecuencia, las fuentes extendidas se han descrito tradicionalmente en términos de temperatura de brillo ; por ejemplo, Haslam et al. El levantamiento continuo de todo el cielo de 408 MHz se informa en términos de temperatura de brillo en kelvin .
Conversiones de unidades
Las unidades de Jansky no son una unidad estándar del SI, por lo que puede ser necesario convertir las medidas realizadas en la unidad al SI equivalente en términos de vatios por metro cuadrado por hertz (W · m −2 · Hz −1 ). Sin embargo, son posibles otras conversiones de unidades con respecto a la medición de esta unidad.
Magnitud AB
La densidad de flujo en janskys se puede convertir a una base de magnitud, para supuestos adecuados sobre el espectro. Por ejemplo, convertir una magnitud AB a una densidad de flujo en microjanskys es sencillo: [3]
dBW · m −2 · Hz −1
La densidad de flujo lineal en janskys se puede convertir a una base de decibelios , adecuada para su uso en los campos de la ingeniería de telecomunicaciones y radio.
1 jansky es igual a −260 dBW · m −2 · Hz −1 , o −230 dBm · m −2 · Hz −1 : [4]
Unidades de temperatura
La densidad de flujo en Janskys se puede convertir a Rayleigh-Jeans, o temperatura de brillo , útil en astronomía de radio y microondas.
Comenzando con la Ley de Planck , vemos
En el régimen de baja frecuencia y alta temperatura, cuando , podemos usar la ley de Rayleigh-Jeans, dando la aproximación,
Resolviendo para , encontramos que la temperatura de brillo es
Uso
El flujo al que se refiere el jansky puede ser en cualquier forma de energía.
Fue creado para y todavía se utiliza con mayor frecuencia en referencia a la energía electromagnética, especialmente en el contexto de la radioastronomía.
Las fuentes de radio astronómicas más brillantes tienen densidades de flujo del orden de 1 a 100 janskys. Por ejemplo, el tercer catálogo de Cambridge de fuentes de radio enumera entre 300 y 400 fuentes de radio en el hemisferio norte más brillantes que 9 Jy a 159 MHz. Este rango convierte al jansky en una unidad adecuada para radioastronomía .
Las ondas gravitacionales también transportan energía, por lo que su densidad de flujo también se puede expresar en términos de janskys. Se espera que las señales típicas en la Tierra sean de 10 20 Jy o más. [5] Sin embargo, debido al pobre acoplamiento de las ondas gravitacionales a la materia, tales señales son difíciles de detectar.
Al medir las emisiones continuas de banda ancha, donde la energía se distribuye aproximadamente uniformemente a través del ancho de banda del detector , la señal detectada aumentará en proporción al ancho de banda del detector (a diferencia de las señales con un ancho de banda más estrecho que el paso de banda del detector). Para calcular la densidad de flujo en janskys, la potencia total detectada (en vatios) se divide por el área de recolección del receptor (en metros cuadrados) y luego se divide por el ancho de banda del detector (en hercios). La densidad de flujo de las fuentes astronómicas es muchos órdenes de magnitud por debajo de 1 W · m −2 · Hz −1 , por lo que el resultado se multiplica por 10 26 para obtener una unidad más apropiada para los fenómenos astrofísicos naturales. [6]
El milijansky, mJy, a veces se denominaba unidad de miliflujo (mfu) en la literatura astronómica más antigua. [7]
Órdenes de magnitud
Valor (Jy) | Fuente |
---|---|
110 000 000 | Interferencia de radiofrecuencia de un teléfono GSM que transmite 0,5 W a1,8 GHz a una distancia de 1 km ( RSSI de −70 dBm ) [8] |
20 000 000 | Sol perturbado a 20 MHz ( descubrimiento inicial de Karl Guthe Jansky , publicado en 1933) |
4 000 000 | Sol a 10 GHz |
1 600 000 | Sol a 1,4 GHz |
1 000 000 | Vía Láctea a 20 MHz |
10 000 | 1 unidad de flujo solar |
2 000 | Vía Láctea a 10 GHz |
1 000 | Sol silencioso a 20 MHz |
Nota: A menos que se indique lo contrario, todos los valores se ven desde la superficie de la Tierra. [9]
Referencias
- ^ "Unión Astronómica Internacional | IAU" . www.iau.org .
- ^ Burke, Bernard F .; Graham-Smith, Francis (2009). Introducción a la radioastronomía (3ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 9. ISBN 978-0-521-87808-1.
- ^ Fukugita, M .; Shimasaku, K .; Ichikawa, T. (1995). "Colores de galaxias en varios sistemas de bandas fotométricas" . Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico . 107 : 945–958. Código Bibliográfico : 1995PASP..107..945F . doi : 10.1086 / 133643 .
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 3 de marzo de 2016 . Consultado el 24 de agosto de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ Sathyaprakash, BS; Schutz, Bernard F. (4 de marzo de 2009). "Física, Astrofísica y Cosmología con Ondas Gravitacionales" . Reseñas vivientes en relatividad . 12 (1): 2. arXiv : 0903.0338 . Código Bibliográfico : 2009LRR .... 12 .... 2S . doi : 10.12942 / lrr-2009-2 . PMC 5255530 . PMID 28163611 .
- ^ Ask SETI (4 de diciembre de 2004). "Investigación: comprensión del Jansky" . Liga SETI . Consultado el 13 de junio de 2007 .
- ^ Ross, HN (1975). "Estructura de fuente de radio variable en una escala de varios minutos de arco". El diario astrofísico . 200 : 790. Código Bibliográfico : 1975ApJ ... 200..790R . doi : 10.1086 / 153851 .
- ^ "Datos" . iucaf.org . Consultado el 14 de noviembre de 2019 .
- ^ Kraus, John Daniel. Radioastronomía . Tabla: Espectro de radio de fuentes astronómicas. ISBN 1882484002. Archivado desde el original el 16 de mayo de 2013 . Consultado el 24 de agosto de 2013 .