スペクトルフラックス密度の単位
その他の用法については、「Jansky (曖昧さ回避)」を参照してください。

ジャンスキー
単位系非SIメートル法単位
単位スペクトルフラックス密度
シンボルジ
名前の由来カール・グーテ・ヤンスキー
コンバージョン
1 Jyで ......は...と等しい
   SI単位   10 −26  W⋅m −2 ⋅Hz −1
   CGS単位   10 −23 エルグ⋅秒−1 ⋅cm −2 ⋅Hz −1

ジャンスキー（記号Jy、複数形はjanskys）は、スペクトル束密度[ 1 ]またはスペクトル放射照度のSI単位ではない。特に電波天文学において用いられる。10 −26ワット/平方メートル/ヘルツに相当する。

光源のスペクトル放射密度または単色放射量 S は、スペクトル放射輝度Bを光源の立体角にわたって積分したものです。 S ＝ ∬ ソース B （ θ 、 ϕ ） d Ω 。 {\displaystyle S=\iint \limits _{\text{source}}B(\theta ,\phi )\,\mathrm {d} \Omega .}

この単位は、アメリカの電波天文学のパイオニアであるカール・グーテ・ヤンスキーにちなんで名付けられ、次のように定義されています。

  • 1   J y ＝ 10 − 26   W ⋅ メートル − 2 ⋅ H z − 1 {\displaystyle 1~\mathrm {Jy} =10^{-26}~\mathrm {W} {\cdot }\mathrm {m^{-2}} {\cdot }\mathrm {Hz^{-1}} } （SI）[ 2 ]
  • 1   J y ＝ 10 − 23   e r グラム ⋅ s − 1 ⋅ c メートル − 2 ⋅ H z − 1 {\displaystyle 1~\mathrm {Jy} =10^{-23}~\mathrm {erg} {\cdot }\mathrm {s^{-1}} {\cdot }\mathrm {cm^{-2}} {\cdot }\mathrm {Hz^{-1}} } （CGS）。

ジャンスキーはソースの立体角全体を積分することによって得られるため、点源を記述するために最も簡単に使用されます。たとえば、第3 ケンブリッジ電波源カタログ(3C) では、結果はジャンスキーで報告されています。

単位変換

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ジャンスキー単位は標準的なSI単位ではないため、この単位で測定した値をSI単位系（ワット/平方メートル/ヘルツ（W·m −2 ·Hz −1））に換算する必要がある場合があります。ただし、この単位の測定に関しては、他の単位への換算も可能です。

ABマグニチュード

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ジャンスキー基底の磁束密度は、スペクトルに関する適切な仮定を前提として、等級基底に変換することができる。例えば、AB等級をマイクロジャンスキー基底の磁束密度に変換するのは簡単である。[ 4 ] S v   [ μ ジ ] ＝ 10 6 ⋅ 10 23 ⋅ 10 − AB + 48.6 2.5 ＝ 10 23.9 − AB 2.5 。 {\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}}.}

dBW·m −2 ·Hz −1

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ジャンスキーの線磁束密度はデシベル単位に変換することができ、電気通信や無線工学の分野での使用に適しています。

1 janskyは−260 dBW ·m −2 ·Hz −1、または−230  dBm ·m −2 ·Hz −1に等しい ：[ 5 ] P dBW ⋅ メートル − 2 ⋅ Hz − 1 ＝ 10 ログ 10 ⁡ （ P ジ ） − 260 、 P dBm ⋅ メートル − 2 ⋅ Hz − 1 ＝ 10 ログ 10 ⁡ （ P ジ ） − 230. {\displaystyle {\begin{aligned}P_{{\text{dBW}}\cdot {\text{m}}^{-2}\cdot {\text{Hz}}^{-1}}&=10\log _{10}\left(P_{\text{Jy}}\right)-260,\\P_{{\text{dBm}}\cdot {\text{m}}^{-2}\cdot {\text{Hz}}^{-1}}&=10\log _{10}\left(P_{\text{Jy}}\right)-230.\end{aligned}}}

温度単位

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ジャンスキー/ステラジアンのスペクトル放射輝度は輝度温度に変換することができ、電波天文学やマイクロ波天文学で役立ちます。

プランクの法則から始めると、次の式が成り立ちます。 これは温度 について解くことができ、次の式が得られます 。 低周波、高温領域では、 のとき、漸近式 を使用できます。 B ν = 2 h ν 3 c 2 1 e h ν / k T − 1 . {\displaystyle B_{\nu }={\frac {2h\nu ^{3}}{c^{2}}}{\frac {1}{e^{h\nu /kT}-1}}.} T = h ν k ln ⁡ ( 1 + 2 h ν 3 B ν c 2 ) . {\displaystyle T={\frac {h\nu }{k\ln \left(1+{\frac {2h\nu ^{3}}{B_{\nu }c^{2}}}\right)}}.} h ν ≪ k T {\displaystyle h\nu \ll kT} T ∼ h ν k ( B ν c 2 2 h ν 3 + 1 2 ) . {\displaystyle T\sim {\frac {h\nu }{k}}\left({\frac {B_{\nu }c^{2}}{2h\nu ^{3}}}+{\frac {1}{2}}\right).}

あまり正確ではない形式は、 レイリー・ジーンズの法則 から導かれる。 T b = B ν c 2 2 k ν 2 , {\displaystyle T_{b}={\frac {B_{\nu }c^{2}}{2k\nu ^{2}}},} B ν = 2 ν 2 k T c 2 . {\displaystyle B_{\nu }={\frac {2\nu ^{2}kT}{c^{2}}}.}

使用法

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ジャンスキーが言及するフラックスは、あらゆる形態の放射エネルギーになり得ます。

これは電磁エネルギー、特に電波天文学の分野で参照するために作成され、現在でも最も頻繁に使用されています。

最も明るい天体電波源の放射密度は、1～100ジャンスキー程度です。例えば、ケンブリッジ電波源カタログ第3版には、北半球において159MHzで9Jyより明るい電波源が約300～400個記載されています。この範囲のため、ジャンスキーは電波天文学に適した単位となっています。

重力波もエネルギーを運ぶため、その磁束密度はジャンスキー係数で表すことができます。地球上の典型的な信号は10 20  Jy以上になると予想されています。[ 6 ] しかし、重力波は物質との結合が弱いため、このような信号を検出することは困難です。

広帯域連続放射を測定する場合、エネルギーは検出器の帯域幅全体にほぼ均等に分布しており、検出信号は検出器の帯域幅に比例して増加する（検出器の通過帯域よりも狭い帯域幅の信号とは対照的である）。ジャンスキー単位での磁束密度を計算するには、検出された総電力（ワット）を受信機の集光面積（平方メートル）で割り、さらに検出器の帯域幅（ヘルツ）で割る。天体源の磁束密度は1 W·m −2 ·Hz −1よりも桁違いに小さいため、自然天体現象に適した単位を得るために、この結果に10 26を掛ける。 [ 7 ]

ミリヤンスキー（mJy）は、古い天文学の文献ではミリフラックス単位（mfu）と呼ばれることもあった。[ 8 ]

桁違いの

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値（Jy） ソース
1億1000万 0.5WのGSM電話機からの無線周波数干渉1.8GHz、距離1km（RSSI - 70dBm  ）[ 9 ]
2000万​ 20 MHzの太陽の乱れ（カール・グーテ・ヤンスキーの最初の発見、1933年に発表）
400万​ 10GHzの太陽
160万​ 1.4GHzの太陽
1 000 000 20MHzの 天の川
1万 1太陽放射量単位
2000​ 10GHzの 天の川
1000​ 20 MHzの 静かな太陽

注: 特に記載がない限り、すべての値は地球表面から見たものです。[ 10 ]

参考文献

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  1. ^ 「国際天文学連合 | IAU」www.iau.org .
  2. ^ バーク, バーナード F.; グラハム＝スミス, フランシス (2009). 『電波天文学入門』（第3版）.ケンブリッジ大学出版局. p. 9. ISBN 978-0-521-87808-1。
  3. ^ ハスラム、CGT (1985 年 3 月 1 日)。「408MHz全天連続体調査」。Centre de Donnees Stellaires の情報速報。28 : 49。Bibcode : 1985BICDS..28...49H。ISSN 1169-8837。 
  4. ^ 福来正之; 島作健一; 市川毅 (1995). 「様々な測光バンドシステムにおける銀河の色」 .太平洋天文学会刊行物. 107 : 945–958 . Bibcode : 1995PASP..107..945F . doi : 10.1086/133643 .
  5. ^ Davis, Mike (2002年6月). 「単位と計算」(PPT) . iucaf.org . 2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2025年3月12日閲覧。
  6. ^ Sathyaprakash, BS; Schutz, Bernard F. (2009年3月4日). 「重力波による物理学、天体物理学、宇宙論」 . Living Reviews in Relativity . 12 (1): 2. arXiv : 0903.0338 . Bibcode : 2009LRR .... 12....2S . doi : 10.12942/lrr-2009-2 . PMC 5255530. PMID 28163611 .  
  7. ^ Ask SETI (2004年12月4日). 「研究：ジャンスキーを理解する」 . SETIリーグ. 2007年6月13日閲覧。
  8. ^ Ross, HN (1975). 「数分角スケールの変動電波源構造」 .アストロフィジカル・ジャーナル. 200 : 790. Bibcode : 1975ApJ...200..790R . doi : 10.1086/153851 .
  9. ^ 「データ」 . iucaf.org . 2019年11月14日閲覧。
  10. ^ クラウス、ジョン・ダニエル (1986).電波天文学. Cygnus-Quasar Books. 表: 天文源の電波スペクトル. ISBN 1882484002. 2013年5月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年8月24日閲覧。
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