[Zohreh Gholami]

درخشندگي سطحي کهکشان ها

درخشندگي سطحي را مي توان ميزان درخشندگي جسم بر واحد مساحت آن تعريف كرد يا به عبارت ديگر آن را ميتوان قدر ستاره بر مجذور دقيقه يا ثانيه قوسي بيان كرد.بيشتر كهكشان هاي قابل رصد توسط آماتورها داراي درخشندگي سطحي اي در حدود 13.5 هستند كه به اين معناست كه هر دقيقه قوسي مربع از يك كهكشان به روشني يك ستاره قدر 13.5 است.براي درك بهتر ميزان نور آن بهتر است تلسكوپتان را به سوي يك ستاره قدر 13.5 نشانه رويد و سپس آن را طوري فوكوس كنيد كه به اندازه ي يك دقيقه قوس كشيده شود.براي پيدا كردن اجرام در چشمي تلسكوپ بايد به ياد داشته باشيد كه بيشتر اجرام قابل توجه اعماق آسمان داراي درخشندگي سطحي اي در حدود 12.5 اند.
مفهوم درخشندگي سطحي بسيار ساده است و مي توان آن را با اين مثال ساده به خوبي توضيح داد. فرض كنيد كه شما نور چراغ قوه را روي ديوار انداخته ايد،اين كار باعث ايجاد دايره اي از نور با اندازه و درخشندگي مشخصي خواهد شد.اكنون چند قدم از ديوار فاصله بگيريد،متوجه خواهيد شد كه چگونه دايره ي نور بزرگ تر مي شود در حالي كه درخشندگي آن به طور قابل توجه اي كاهش مي يابد. اين آزمايش ساده نشان مي دهد كه اگر چه مجموع نور خروجي از چراغ قوه ثابت باقي مانده است اما درخشندگي سطحي آن (دايره ي نور روي ديوار) به دليل ميزان نوري كه اكنون بر سطح بزرگتري پراكنده شده است كاهش يافته است.
تجربه ي عملي ديگري كه براي درك بهتر درخشندگي سطحي با كمك تلسكوپتان مي توانيد انجام دهيد اين است كه تلسكوپ را به سوي يك ستاره ي نسبتا پر نور نشانه رويد و سپس شروع به تغيير فوكوس تصوير كنيد، متوجه خواهيد شد كه هر چه ستاره بيشتر و بيشتر از فوكوس خارج مي شود بزرگ تر و كم نور تر مي شود، در نهايت به اين نتيجه مي رسيد در حالي كه تصوير ستاره در ميدان ديد بسيار بزرگ است تقريبا غير قابل مشاهده است. البته قدر ستاره هيچ تغييري نكرده است بلكه فقط درخشندگي سطحي آن را با پراكنده كردن مجموع نور آن در يك ناحيه بزرگ تر كاهش داده ايم.

فهرست مسيه چندين جرم مشكل به دليل درخشندگي سطحي كم آنها دارد كه رصدگران پس از گذراندن مدت زماني در پشت چشمي به مشكل بودن آنها معترف مي شوند.به طور مثال M74 كه توسط بسياري از رصد گران به عنوان مشكل ترين جرم مسيه نام برده مي شود،از قدر نسبتا درخشان 9.4 است اما به دليل اندازه 12*12 دقيقه قوسي آن ،درخشندگي سطحي آن حدود 14.2 است و اين به اين معني است كه هر دقيقه قوس مربع از مساحت آن به روشني يك ستاره قدر 14.2 است.براي مقايسه،NGC4431 كه يك كهكشان قدر 12.9 در صورت فلكي سنبله با اندازه ي كوچك 1.0*1.7 دقيقه قوس را در نظر بگيريد كه اندازه ي كوچك آن درخشندگي ظاهري آن را به 13.5 مي رساند كه پرنورتر از M74 است!

بنابراين بسياري از اجرام مسيه و فهرست NGC هستند كه داراي قدر كمي هستند اما به دليل اندازه كوچكشان داراي درخشندگي بالايي اند. مثالي ديگر در اين رابطه،سحابي حلقه،M57،در صورت فلكي شلياق است.اين سحابي سياره اي قدر 9 تنها 1.0*1.3 دقيقه قوس است و به خاطر مجموع نور خروجي كه در ناحيه كوچكي متمركز شده است از درون تلسكوپ به خوبي قابل مشاهده است.اكنون M57 را با سحابي هليكس NGC7293 در صورت فلكي دلو مقايسه كنيد.در ابتدا ممكن است اين طور به نظر آيد كه سحابي هليكس به خاطر قدر 6.3 اش نسبت به M57 آسانتر مشاهده خواهد شد اما بعد از چك كردن اندازه نسبتا وسيع آن كه 12*16  دقيقه قوس است در مي يابيم كه رصد آن بسيار مشكل است و نياز به آسماني بسيار تاريك خواهد بود.

آيا تمام مطالب بالا به اين معناست كه مي توان داده هاي قدر يك جرم را ناديده گرفت و تنها به درخشندگي سطحي آن متكي بود؟ متأسفانه موضوع به اين سادگي نيست و احتمالات مختلفي در ميان است. يك كهكشان ممكن است بسيار وسيع باشد كه به اين معناست كه بايد در انتظار درخشندگي سطحي كمي باشيم اما كهكشان ممكن است داراي هسته اي بسيار پرنور باشد و اين نشان مي دهد كه اگر چه ما براي ديدن تمام كهكشان كار دشواري خواهيم داشت اما قادر به تشخيص آن به خاطر هسته ي درخشانش خواهيم بود. يك مثال جالب در اين مورد M31 كهكشان امراة المسلسله است كه داراي قدر  3.4 است اما درخشندگي سطحي آن به دليل اندازه 140*178  دقيقه قوسي آن تنها 13.5 است.

آنچه در اين مقاله آمده است تنها يك توضيح مختصر در باب درخشندگي سطحي است زيرا كه بحث در اين باره بسيار پيچيده است و حتي شامل واكنش هاي مختلف  چشم انسان در برابر نور در طول موج ها و رنگ هاي متفاوت است. بنابراين اگر كسي از شما خواست كه UGC9749 كه يك كهكشان از قدر 10.9 در دب اصغر است را پيدا كنيد بدون اطلاع از درخشندگي سطحي آن حتي به فكر سوار كردن تلسكوپتان هم نيافتيد زيرا اين جرم به ظاهر ساده داراي درخشندگي سطحي 17.8 است.