Calculadora de Temperatura de Brilho em Radio por Jansky

O Jansky: unidade de densidade de fluxo da radioastronomia

Em radioastronomia, a densidade de fluxo espectral é medida em Jansky, unidade derivada do SI de símbolo Jy, com 1 Jy = 10⁻²⁶ W·m⁻²·Hz⁻¹. O nome vem de Karl Guthe Jansky. Em 1932 ele apontou uma antena rotativa da Bell Labs em 20,5 MHz e captou o primeiro sinal de rádio vindo do espaço, que se mostrou ser emissão do centro da Via Láctea, e assim nasceu a disciplina.

A temperatura de brilho liga a densidade de fluxo à temperatura de um corpo negro equivalente pela lei de Rayleigh-Jeans, T_b = (S λ²) / (2 k_B Ω). Aí S é a densidade de fluxo, λ o comprimento de onda, k_B a constante de Boltzmann e Ω o ângulo sólido que a fonte ocupa no céu.

Aplicações

A fonte extragaláctica mais forte, Cygnus A, chega a cerca de 2300 Jy em 1,4 GHz. Quasares quiescentes ficam lá embaixo, na escala de milijansky, e surveys profundos com o VLA (Very Large Array), MeerKAT e ALMA alcançam até fontes em microjansky. Quando o SKA (Square Kilometre Array) entrar em operação, vai passar da sensibilidade sub-μJy e colocar ao alcance o sinal cosmológico de 21 cm da Época de Reionização.

Perguntas frequentes

Por que uma unidade tão pequena? Quando chegam à Terra, as fontes cósmicas em rádio são fraquíssimas. Expressar tudo em watts por metro quadrado por hertz obrigaria a escrever notação científica em cada linha.

A temperatura de brilho é uma temperatura real? Só quando a fonte é térmica e está no regime de Rayleigh-Jeans. Em fontes síncrotron, T_b pode chegar a 10¹² K ou mais, e aí o número serve de rótulo cômodo para o brilho, sem corresponder a algo fisicamente quente.

Quanto fluxo é 1 Jy em escala doméstica? Tome uma antena de 25 m, integre em 100 MHz de banda, e 1 Jy fica em torno de 5×10⁻¹⁵ W. Isso é menos de um trilionésimo do sinal Wi-Fi do seu celular.