Ampleur apparente de la Voie lactée?

Question

Nous avons la magnitude apparente des étoiles, des planètes, des DSO. Qu'en est-il de l'ampleur apparente de la Voie lactée?

Peut-il être estimé?

Answer 1

Nous avons la magnitude apparente des étoiles, des planètes, des DSO.

C'est vrai, et ceux-ci sont calculés à partir de la luminosité totale intégrée sur la taille apparente de l'objet pour un observateur sur Terre.

Qu'en est-il de l'ampleur apparente de la Voie lactée?

Peut-il être estimé?

Il y a deux options si l'on veut une valeur apparente:

1. Essayez d'obtenir la luminosité totale intégrée de la voie lactée vue de la Terre, soit intégrée sur toute la sphère céleste, soit en choisissant un endroit sur terre, la saison et l'heure de la nuit et en utilisant cette partie, et en la convertissant en une grandeur
2. Passer à une approche de luminosité de surface, c'est-à-dire convertir une luminosité par unité d'angle solide en une grandeur par unité d'angle solide.

Alors que l'option 1 peut être exécutée de manière simple, et pourrait être utile si l'on essaie de photographier une scène sur Terre éclairée par la Voie lactée d'une manière similaire à la façon dont on pourrait éclairer une scène par la luminosité du ciel bleu en bloquant uniquement le Soleil, ce n'est pas très utile si l'on demande à quel point la Voie lactée apparaît, car elle est énorme par rapport à une minuscule nébuleuse ou planète floue, s'étendant sur tout le ciel plutôt que d'être un point à peine résolu.

L'option 2 est ce qui est normalement fait pour un grand objet étendu. Ce grand tableau de magnitudes apparentes ne comprend que des objets de petite taille angulaire, le plus grand étant celui du Soleil ou de la Lune (chacun d'environ 30 minutes d'arc de diamètre vu de la Terre).

Sky_brightness de Wikipedia; Les contributions relatives expliquent certains des concepts nécessaires à ce type de calcul.

                      Surface brightness [S10]  
Airglow                     145
Zodiacal light               60
Scattered starlight         ~15

et S10 est la luminosité d'une étoile de magnitude 10 étalée sur l'angle solide d'un degré carré.

Donc à "Peut-il être estimé" ma réponse est oui!

De la Voie lactée de Wikipedia ; Apparence :

La Voie lactée est visible depuis la Terre sous la forme d'une bande brumeuse de lumière blanche, large d'environ 30 °, se cambrant dans le ciel nocturne. [38] Dans l'observation du ciel nocturne, bien que toutes les étoiles à l'œil nu dans le ciel entier fassent partie de la Voie lactée, le terme «Voie lactée» se limite à cette bande de lumière.

et

La Voie lactée a une luminosité de surface relativement faible. Sa visibilité peut être considérablement réduite par la lumière de fond, comme la pollution lumineuse ou le clair de lune. Le ciel doit être plus sombre qu'environ 20,2 magnitude par seconde d'arc carrée pour que la Voie lactée soit visible. ⁴¹

Crumey 2014 libre accès dans MNRAS: ⁴¹ Seuil de contraste humain et visibilité astronomique également lisibles dans arXiv

Lectures supplémentaires ici dans Astronomy SE liées à la magnitude apparente et aux objets plus petits par opposition à quelque chose d'aussi grand que la Voie lactée:

• Quelle est la différence entre l'albédo, la magnitude absolue ou la magnitude aparente?
• Ampleur de Vénus pendant la conjonction inférieure
• Comment (diable) cette photo de Vénus à la conjonction inférieure (entre nous et le Soleil) a-t-elle été prise?
• Pouvez-vous voir la différence à l'œil nu si Vénus est de l'autre côté du Soleil ou du côté de la Terre?

Answer 2

Il pourrait être plus facile d'estimer l'ampleur apparente totale en adoptant une approche fragmentaire. Par exemple, quelle est la magnitude apparente totale du Grand Nuage d'étoiles Sagittaire? Le Scutum Star Cloud? Si vous pouvez obtenir des nombres pour ces «objets» discrets (ce qui serait intéressant dans tous les cas), vous pouvez peut-être extrapoler à l'ensemble de la bande.

Answer 3

La magnitude apparente d'un objet dépend à la fois de la luminosité de l'objet et de sa distance par rapport à l'observateur. Par exemple, la magnitude apparente du Soleil est de -26,7 (à partir d' ici ). Mais si vous l'éloigniez plus loin, la magnitude apparente diminuerait (ce qui signifie que la valeur augmenterait - la magnitude ici est sur une échelle inversée).

Cependant, nous pouvons penser à quelque chose appelé la magnitude absolue . C'est une manière de décrire la luminosité d'un objet (ou de nombreux objets regroupés, c'est-à-dire une galaxie) d'une manière non liée à la distance. À partir de ce lien , vous voyez que vous pouvez calculer la magnitude absolue comme suit:

$$M_\text{abs} = M_\text{apparent} - 5\log(\text{distance}) + 5$$

où la distance est en parsecs.

Maintenant, nous connaissons la composition approximative de la Voie lactée en termes de types d'étoiles qu'elle abrite, et nous pouvons estimer leurs luminosités et mesurer à la fois leurs distances et leurs magnitudes apparentes. À partir de là, nous pouvons créer une estimation de la luminosité de la Voie lactée à une certaine distance - ce qui est effectivement votre magnitude apparente, que nous pouvons ensuite brancher dans l'équation précédente et en déduire la magnitude absolue.

Là encore, la magnitude apparente est fonction de la distance, alors que la magnitude absolue est moins ambiguë.

Ici , la magnitude absolue de la Voie lactée serait d'environ -21. Donc, si vous voulez voir quelle serait l'ampleur apparente de la Voie lactée à une certaine distance (en parsecs), branchez simplement cette magnitude absolue ainsi que la distance dans la formule et résolvez la magnitude apparente.