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面亮度亦称表面亮度(Surface brightness),是指扩展的物体表面一块标准尺寸的亮度。这是一个相关的概念,一个扩展开的天体,像是星系、星团或星云,可以通过测量其总星等、集成星等、集成视星等的整体亮度来导出面亮度。
总星等是测量扩展的天体,像是星云、星团或星系的亮度。它可以通过测量该天体的一个区域总结其亮度。或者,可以通过应用不同大小的孔径或缝隙的光度计来测量[1],然后减除背景光,获得测量的总量度[2]。所得到的量值与发出同等能量的点光源天体相同[3]。
一个天体的视星等通常都是给定的综合值,如果一个星系的星等是12.5等,它意味着与我们从一颗12.5等的恒星看到的光,其总值与星系是相等的。然而,在多数的观测中,恒星是一个非常小的等效点光源(剑鱼座R是角直径最大的恒星,也只有0.057 ± 0.005角秒),星系可能扩展至几个角秒或角分。因此,很难从气辉背景光的对比中看见星系。引用天体的面光度可以说明观测的难易度。
面亮度的单位通常是每平方角秒的星等。因为星等是对数刻度,所以不能通过简单的除以面积大小来计算面亮度。取而代之的是,对一个总集成光度是m,扩展的视面积是A平方角秒的天体,面亮度'S'由下式给出:
对一个天体,面亮度与光度计的亮度类似,因此距离是一个常数:当物件因距离增加而变得黯淡时,它在视觉领域上也相对应的变小。在几何条件上,附近天体发射出一定量的光,但在物理上对应区域的立体角或可视区域(平方角秒)给定的辐射通量,以相同的比例增减,结果是有着相同的面亮度[4]。对于像星云或星系等扩展天体,这将允许通过距离模数的面亮度估计空间距离或光度距离。
面亮度的单位大小与太阳每平方角秒的面亮度有着物理上的关联性:
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