Janski

El jansky (símbolo Jy, plural janskys) es una unidad ajena al SI de densidad de flujo espectral o irradiancia espectral, utilizada especialmente en radioastronomía. Equivale a 10⁻²⁶ vatios por metro cuadrado por hercio.

La densidad de flujo o flujo monocromático, S, de una fuente es la integral de la radiación espectral, B, sobre el ángulo sólido de la fuente:

S=∫ ∫ fuenteB()Silencio Silencio ,φ φ )dΩ Ω .{displaystyle S=iint limits _{text{source}}B(thetaphi),mathrm {d} Omega.}

La unidad lleva el nombre del pionero radioastrónomo estadounidense Karl Guthe Jansky y se define como

1JSí.=10− − 26W⋅ ⋅ m− − 2⋅ ⋅ Hz− − 1{displaystyle 1~mathrm {y} =10^{-26}~mathrm {cdot}mathrm {-2}} {cdot }mathrm {Hz^{-1} (SI)

1JSí.=10− − 23erg⋅ ⋅ s− − 1⋅ ⋅ cm− − 2⋅ ⋅ Hz− − 1{displaystyle 1~mathrm {y} =10^{-23}~mathrm {erg} {cdot}mathrm {fn} {cdot }mathrm {cm^{-2} {cdot }mathrm {Hz^{-1} (cgs).

Dado que el jansky se obtiene mediante la integración sobre todo el ángulo sólido de la fuente, se usa más simplemente para describir las fuentes puntuales; por ejemplo, el Tercer Catálogo de fuentes de radio de Cambridge (3C) informa resultados en janskys.

• Para fuentes extendidas, el brillo superficial se describe con frecuencia con unidades de janskys por ángulo sólido; por ejemplo, mapas de infrarrojos lejanos (FIR) del satélite IRAS están en megajanskys por esteradiano (MJy⋅sr⁻¹).
• Aunque las fuentes extendidas en todas las longitudes de onda pueden ser reportadas con estas unidades, para mapas de frecuencia radiofónica, las fuentes extendidas se han descrito tradicionalmente en términos de una temperatura de brillo; por ejemplo, el Haslam et al. 408 MHz encuesta continuum todo-sky se reporta en términos de una temperatura de brillo en kelvin.

Conversiones de unidades

Las unidades Jansky no son una unidad SI estándar, por lo que puede ser necesario convertir las medidas realizadas en la unidad al equivalente SI en términos de vatios por metro cuadrado por hercio (W·m⁻²·Hz⁻¹). Sin embargo, otras conversiones de unidades son posibles 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 suposiciones adecuadas sobre el espectro. Por ejemplo, convertir una magnitud AB en una densidad de flujo en microjanskys es sencillo:

Sv[μ μ Jy]=106⋅ ⋅ 1023⋅ ⋅ 10− − AB+48.62.5=1023.9− − AB2.5.{displaystyle S_{v}~[mathrm {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}}} {23.9-{text{AB}}} {2.5}}}}}} {23.9}}}}} {23.9} {f}}}}}}} {f}} {f}}}}} {f}}}}}} {b}}}} {b}}}}}}}}}

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 campos de telecomunicaciones e ingeniería de radio.

1 jansky es igual a −260 dBW·m⁻²·Hz⁻¹, o −230 dBm·m⁻²· Hz⁻¹:

PdBW⋅ ⋅ m− − 2⋅ ⋅ Hz− − 1=10log10⁡ ⁡ ()PJy)− − 260,{displaystyle ¿Por qué?

Pd B m⋅ ⋅ m− − 2⋅ ⋅ Hz− − 1=10log10⁡ ⁡ ()PJy)− − 230.{displaystyle ¿Por qué? 230.

Unidades de temperatura

La radiación espectral en janskys por estereorradián se puede convertir en una temperatura de brillo, útil en radioastronomía y microondas.

A partir de la ley de Planck, vemos

B.. =2h.. 3c21eh.. /kT− − 1.{displaystyle B_{nu }={frac {2hnu {} {fn} {fnK}} {fnMicroc} {1}{e^{hnu - Sí.

Esto se puede resolver para la temperatura, dando

T=h.. kIn⁡ ⁡ ()1+2h.. 3B.. c2).{displaystyle T={frac {hnu }{klnleft(1+{frac {2hnu ^{3}{B_{nu}{nu} - Sí.

En el régimen de baja frecuencia, de alta temperatura, cuando h.. ≪ ≪ kT{displaystyle hnu ll kT}, podemos usar la expresión asintotica:

T♪ ♪ h.. k()B.. c22h.. 3+12).{displaystyle Tsim {frac {hnu } {k}left {frac {B_{nu}}left({frac {fn} {fnfn} {fnfn}fnfnfnfnfnfnfnfnh}fnfn}fnh}fnfnfnfnh}fnh}fnh}fnh}fnh}fnh}fnh}fnh}fn}fnh}fnh}fn}fn}fnfn}fnh}fnh}fnfn}fn}fn}fnh}c}fn}ccfnfnh}fn}fnfnfn}fnh}cfnccfnc}cccc ¿Qué?

Una forma menos precisa es

Tb=B.. c22k.. 2,{displaystyle T_{b}={frac {B_{nu ¿Qué?

que se puede derivar de la ley de Rayleigh-Jeans

B.. =2.. 2kTc2.{displaystyle B_{nu }={frac {2nu ^{2}}}}

Uso

El flujo al que se refiere el jansky puede ser cualquier forma de energía radiante.

Se creó para la energía electromagnética, y aún se usa con más frecuencia, 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 Fuentes de Radio de Cambridge enumera unas 300 a 400 fuentes de radio en el Hemisferio Norte más brillantes que 9 Jy a 159 MHz. Este rango hace del jansky una unidad adecuada para la 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 10²⁰ Jy o más. Sin embargo, debido al pobre acoplamiento de las ondas gravitatorias con la materia, tales señales son difíciles de detectar.

Cuando se miden emisiones continuas de banda ancha, donde la energía se distribuye de manera más o menos uniforme en el 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 está muchos órdenes de magnitud por debajo de 1 W·m⁻²·Hz⁻¹, por lo que el resultado se multiplica por 10²⁶. sup> para obtener una unidad más apropiada para los fenómenos astrofísicos naturales.

El milijansky, mJy, a veces se denominaba unidad de miliflujo (mfu) en la literatura astronómica más antigua.

Órdenes de magnitud

Nota: a menos que se indique lo contrario, todos los valores se ven desde la superficie de la Tierra.