درخشندگی سطحی

درخشندگی سطحی را می توان میزان درخشندگی جسم بر واحد مساحت آن تعریف کرد یا به عبارت دیگر آن را میتوان قدر ستاره بر مجذور دقیقه یا ثانیه قوسی بیان کرد.بیشتر کهکشان های قابل رصد توسط آماتورها دارای درخشندگی سطحی ای در حدود 13.5 هستند که به این معناست که هر دقیقه قوسی مربع از یک کهکشان به روشنی یک ستاره قدر 13.5 است.برای درک بهتر میزان نور آن بهتر است تلسکوپتان را به سوی یک ستاره قدر 13.5 نشانه روید و سپس آن را طوری فوکوس کنید که به اندازه ی یک دقیقه قوس کشیده شود.برای پیدا کردن اجرام در چشمی تلسکوپ باید به یاد داشته باشید که بیشتر اجرام قابل توجه اعماق آسمان دارای درخشندگی سطحی ای در حدود 12.5 اند.



مفهوم درخشندگی سطحی بسیار ساده است و می توان آن را با این مثال ساده به خوبی توضیح داد.فرض کنید که شما نور چراغ قوه را روی دیوار انداخته اید،این کار باعث ایجاد دایره ای از نور با اندازه و درخشندگی مشخصی خواهد شد.اکنون چند قدم از دیوار فاصله بگیرید،متوجه خواهید شد که چگونه دایره ی نور بزرگ تر می شود در حالی که درخشندگی آن به طور قابل توجه ای کاهش می یابد.این آزمایش ساده نشان می دهد که اگر چه مجموع نور خروجی از چراغ قوه ثابت باقی مانده است اما درخشندگی سطحی آن (دایره ی نور روی دیوار) به دلیل میزان نوری که اکنون بر سطح بزرگتری پراکنده شده است کاهش یافته است.



تجربه ی عملی دیگری که برای درک بهتر درخشندگی سطحی با کمک تلسکوپتان می توانید انجام دهید این است که تلسکوپ را به سوی یک ستاره ی نسبتا پر نور نشانه روید و سپس شروع به تغییر فوکوس تصویر کنید، متوجه خواهید شد که هر چه ستاره بیشتر و بیشتر از فوکوس خارج می شود بزرگ تر و کم نور تر می شود ، در نهایت به این نتیجه می رسید در حالی که تصویر ستاره در میدان دید بسیار بزرگ است تقریبا غیر قابل مشاهده است.البته قدر ستاره هیچ تغییری نکرده است بلکه فقط درخشندگی سطحی آن را با پراکنده کردن مجموع نور آن در یک ناحیه بزرگ تر کاهش داده ایم.

M57 و M31 از پشت چشمی تلسکوپ





فهرست مسیه چندین جرم مشکل به دلیل درخشندگی سطحی کم آنها دارد که رصدگران پس از گذراندن مدت زمانی در پشت چشمی به مشکل بودن آنها معترف می شوند.به طور مثال M74 که توسط بسیاری از رصد گران به عنوان مشکل ترین جرم مسیه نام برده می شود،از قدر نسبتا درخشان 9.4 است اما به دلیل اندازه 12*12 دقیقه قوسی آن ،درخشندگی سطحی آن حدود 14.2 است و این به این معنی است که هر دقیقه قوس مربع از مساحت آن به روشنی یک ستاره قدر 14.2 است.برای مقایسه،ngc4431 که یک کهکشان قدر 12.9 در صورت فلکی سنبله با اندازه ی کوچک 1.0*1.7 دقیقه قوس را در نظر بگیرید که اندازه ی کوچک آن درخشندگی ظاهری آن را به 13.5 می رساند که پرنورتر از M74 است!





بنابراین بسیاری از اجرام مسیه و فهرست Ngc هستند که دارای قدر کمی هستند اما به دلیل اندازه کوچکشان دارای درخشندگی بالایی اند.مثالی دیگر در این رابطه،سحابی حلقه،m57،در صورت فلکی شلیاق است.این سحابی سیاره ای قدر 9 تنها 1.0*1.3 دقیقه قوس است و به خاطر مجموع نور خروجی که در ناحیه کوچکی متمرکز شده است از درون تلسکوپ به خوبی قابل مشاهده است.اکنون M57 را با سحابی هلیکس Ngc7293 در صورت فلکی دلو مقایسه کنید.در ابتدا ممکن است این طور به نظر آید که سحابی هلیکس به خاطر قدر 6.3 اش نسبت به M57 آسانتر مشاهده خواهد شد اما بعد از چک کردن اندازه نسبتا وسیع آن که 12*16 دقیقه قوس است در می یابیم که رصد آن بسیار مشکل است و نیاز به آسمانی بسیار تاریک خواهد بود.



آیا تمام مطالب بالا به این معناست که می توان داده های قدر یک جرم را نادیده گرفت و تنها به درخشندگی سطحی آن متکی بود؟متاسفانه موضوع به این سادگی نیست و احتمالات مختلفی در میان است.یک کهکشان ممکن است بسیار وسیع باشد که به این معناست که باید در انتظار درخشندگی سطحی کمی باشیم اما کهکشان ممکن است دارای هسته ای بسیار پرنور باشد و این نشان می دهد که اگر چه ما برای دیدن تمام کهکشان کار دشواری خواهیم داشت اما قادر به تشخیص آن به خاطر هسته ی درخشانش خواهیم بود.یک مثال جالب در این مورد M31 کهکشان امراة المسلسله است که دارای قدر 3.4 است اما درخشندگی سطحی آن به دلیل اندازه 140*178 دقیقه قوسی آن تنها 13.5 است.






آنچه در این مقاله آمده است تنها یک توضیح مختصر در باب درخشندگی سطحی است زیرا که بحث در این باره بسیار پیچیده است و حتی شامل واکنش های مختلف چشم انسان در برابر نور در طول موج ها و رنگ های متفاوت است.بنابراین اگر کسی از شما خواست که Ugc9749 که یک کهکشان از قدر 10.9 در دب اصغر است را پیدا کنید بدون اطلاع از درخشندگی سطحی آن حتی به فکر سوار کردن تلسکوپتان هم نیافتید زیرا این جرم به ظاهر ساده دارای درخشندگی سطحی 17.8 است!


منبع : آسمان پارس