面亮度

面亮度亦稱表面亮度（Surface brightness），是指擴展的物體表面一塊標準尺寸的亮度。這是一個相關的概念，一個擴展開的天體，像是星系、星團或星雲，可以通過測量其總星等、集成星等、集成視星等的整體亮度來導出面亮度。

綜合描述

總星等是測量擴展的天體，像是星雲、星團或星系的亮度。它可以通過測量該天體的一個區域總結其亮度。或者，可以通過應用不同大小的孔徑或縫隙的光度計來測量^[1]，然後減除背景光，獲得測量的總量度^[2]。所得到的量值與發出同等能量的點光源天體相同^[3]。

一個天體的視星等通常都是給定的綜合值，如果一個星系的星等是12.5等，它意味著與我們從一顆12.5等的恆星看到的光，其總值與星系是相等的。然而，在多數的觀測中，恆星是一個非常小的等效點光源（劍魚座R是角直徑最大的恆星，也只有0.057 ± 0.005角秒），星系可能擴展至幾個角秒或角分。因此，很難從氣輝背景光的對比中看見星系。引用天體的面光度可以說明觀測的難易度。

計算面亮度

面亮度的單位通常是每平方角秒的星等。因為星等是對數刻度，所以不能通過簡單的除以面積大小來計算面亮度。取而代之的是，對一個總集成光度是m，擴展的視面積是A平方角秒的天體，面亮度'S'由下式給出：

${\displaystyle S=m+2.5\cdot \log _{10}A.}$ 

對一個天體，面亮度與光度計的亮度類似，因此距離是一個常數：當物件因距離增加而變得黯淡時，它在視覺領域上也相對應的變小。在幾何條件上，附近天體發射出一定量的光，但在物理上對應區域的立體角或可視區域（平方角秒）給定的輻射通量，以相同的比例增減，結果是有著相同的面亮度^[4]。對於像星雲或星系等擴展天體，這將允許通過距離模數的面亮度估計空間距離或光度距離。

與物理單位的關係

面亮度的單位大小與太陽每平方角秒的面亮度有著物理上的關聯性：

${\displaystyle S(mag/arcsec^{2})=M_{\odot }+21.572-2.5\log _{10}S(L_{\odot }/pc^{2}),}$ 

此處的${\displaystyle M_{\odot }}$ 和${\displaystyle L_{\odot }}$ 是相對於太陽在選定的色帶亮度的絕對星等^[5]。

相關條目

• 低表面亮度星系
• 極限星等

參考資料

1. Daintith, John; Gould, William. The Facts on File dictionary of astronomy. Facts on File science library 5th. Infobase Publishing. 2006: 489. ISBN 0-8160-5998-5. 
2. Palei, A. B. Integrating Photometers. Soviet Astronomy. August 1968, 12: 164. Bibcode:1968SvA....12..164P. 
3. Sherrod, P. Clay; Koed, Thomas L. A Complete Manual of Amateur Astronomy: Tools and Techniques for Astronomical Observations. Astronomy Series. Courier Dover Publications. 2003: 266. ISBN 0-486-42820-6. 
4. Sparke & Gallagher (2000，§ 5.1.2)
5. Absolute magnitudes of the Sun in different color-bands can be obtained from Binney & Merrifield (1998) or Absolute Magnitude of the Sun in Several Bands 互联网档案馆的，存档日期2007-07-18.

綜合參考資料

• Binney, James; Merrifield, Michael. Galactic Astronomy. Princeton University Press. 1998. ISBN 978-0-691-02565-0. 
• Sparke, L.; Gallagher, J. Galaxies in the Universe: An Introduction 1st. Cambridge University Press. 2000. ISBN 0-521-59241-0.