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과학

표면 밝기

표면 밝기과학
영문명
Surface brightness
흔한 표현
등급 매 제곱각초
구별할 값
천체 전체의 겉보기 등급
주요 대상
은하와 성운 및 하늘 배경
표면 밝기는 하늘에서 넓이를 가진 천체나 배경의 빛이 단위 각면적에 얼마나 분포하는지 나타내는 양이다. 천체 전체의 빛을 합친 등급과 구별하며, 은하와 성운의 흐린 구조를 비교하는 데 중요하다.

전체 밝기가 같아도 다르게 보인다

같은 양의 빛이 작은 영역에 모인 경우와 넓게 퍼진 경우는 단위 각면적의 밝기가 다르다. 그래서 전체 등급이 비슷한 별과 넓은 은하를 같은 정도로 쉽게 볼 수 있다고 판단하면 안 된다. 퍼진 구조에서는 배경과의 구별도 중요하다.

평균 표면 밝기의 계산

전체 등급 m과 빛을 합친 영역의 면적 A가 있을 때 평균 표면 밝기는 m+2.5log10(A)로 계산한다. A를 제곱각초로 넣으면 결과는 등급 매 제곱각초다. 예를 들어 m이 10이고 A가 100이면 평균값은 15다.

면적이 네 배가 되는 예

같은 총광량을 네 배 면적에 고르게 나누면 각면적당 빛은 4분의 1이 된다. 등급 표현의 표면 밝기 값은 약 1.505 커져 더 어두운 쪽으로 바뀐다. 이는 등급 숫자를 단순히 면적으로 나누는 계산과 다르다.

픽셀 크기와 측정 영역

픽셀 하나의 신호는 픽셀이 차지하는 하늘 면적에 영향을 받는다. 따라서 픽셀당 수치만으로 다른 영상의 퍼진 구조를 비교하기 어렵다. 같은 각면적과 파장 대역, 적절한 보정 조건으로 환산하고 평균을 낸 영역을 명시해야 한다.

관련 문서

겉보기 등급 / 은하 / 성운 / 로그 / 광도 곡선 / 신호 대 잡음비