Jansky

Jansky (simbol Jy) ialah unit bukan SI bagi ketumpatan fluks spektrum, atau sinaran spektrum, yang digunakan terutamanya dalam astronomi radio. Ia bersamaan dengan 10 ⁻²⁶ watt setiap meter persegi setiap hertz.

Ketumpatan fluks spektrum atau fluks monokromat, S, bagi suatu sumber ialah kamiran bagi sinaran spektrum, B, di atas sudut padu punca: $$S=\underset{\text{source}}{\iint }B(\theta ,\varphi )\mathrm{d}\mathrm{\Omega }.$$

Unit ini dinamakan sempena perintis ahli astronomi radio AS Karl Guthe Jansky dan ditakrifkan sebagai

• $1\mathrm{J}\mathrm{y}=10^{-26}\mathrm{W}\cdot {\mathrm{m}}^{\mathrm{-}\mathrm{2}}\cdot \mathrm{H}{\mathrm{z}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ (SI)
• $1\mathrm{J}\mathrm{y}=10^{-23}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{g}\cdot {\mathrm{s}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}\cdot \mathrm{c}{\mathrm{m}}^{\mathrm{-}\mathrm{2}}\cdot \mathrm{H}{\mathrm{z}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$ (CGS).

Memandangkan jansky diperoleh dengan mengamirkan seluruh sudut padu sumber, ia paling mudah digunakan untuk menerangkan sumber titik; sebagai contoh, Katalog Cambridge Ketiga Sumber Radio (3C) melaporkan keputusan dalam jansky.

Penukaran unit

Unit Jansky bukan unit SI piawai, jadi mungkin perlu menukar ukuran yang dibuat dalam unit kepada setara SI dari segi watt per meter persegi per hertz (W·m⁻²·Hz⁻¹). Walau bagaimanapun, penukaran unit lain juga mungkin dilakukan berhubung dengan pengukuran unit ini.

Magnitud AB

Ketumpatan fluks dalam jansky boleh ditukar kepada asas magnitud, untuk andaian yang sesuai tentang spektrum. Sebagai contoh, menukar magnitud AB kepada ketumpatan fluks dalam mikrojansky adalah mudah: $$S_v[\mathrm{\mu }\text{Jy}]=10^6\cdot 10^{23}\cdot 10^{-\frac{\text{AB}+48.6}{2.5}}=10^{\frac{23.9-\text{AB}}{2.5}}.$$

dBW·m ⁻² ·Hz ⁻¹

Ketumpatan fluks linear dalam janskys boleh ditukar kepada asas desibel, sesuai untuk digunakan dalam bidang telekomunikasi dan kejuruteraan radio.

1 jansky bersamaan dengan −260 dBW ·m ⁻² ·Hz ⁻¹, atau −230 dBm ·m ⁻² ·Hz ⁻¹: $$\begin{array}{cc}{P}_{\text{dBW}\cdot {\text{m}}^{-2}\cdot {\text{Hz}}^{-1}}& =10{\log }_{10}\left(P_{\text{Jy}}\right)-260,\\ P_{\text{dBm}\cdot {\text{m}}^{-2}\cdot {\text{Hz}}^{-1}}& =10{\log }_{10}\left(P_{\text{Jy}}\right)-230.\end{array}$$

Unit suhu

Sinaran spektrum dalam jansky setiap steradian boleh ditukar kepada suhu kecerahan, berguna dalam astronomi radio dan gelombang mikro.

Bermula dengan hukum Planck, kita lihat $$B_{\nu }=\frac{2h{\nu }^3}{c^2}\frac{1}{e^{h\nu /kT}-1}.$$ Ini boleh diselesaikan untuk suhu, lalu memberi $$T=\frac{h\nu }{k\ln (1+\frac{2h{\nu }^3}{B_{\nu }{c}^2})}.$$Dalam rejim frekuensi rendah, suhu tinggi, apabila $h\nu \ll kT$, kita boleh menggunakan ungkapan asimptotik : $$T\sim \frac{h\nu }{k}(\frac{B_{\nu }{c}^2}{2h{\nu }^3}+\frac{1}{2}).$$

Bentuk yang kurang tepat ialah $$T_b=\frac{B_{\nu }{c}^2}{2k{\nu }^2},$$ yang boleh diperoleh daripada hukum Rayleigh–Jeans $$B_{\nu }=\frac{2{\nu }^{2}kT}{c^2}.$$

Penggunaan

Fluks yang dirujuk oleh jansky boleh dalam sebarang bentuk tenaga pancaran .

Ia dicipta untuk dan masih paling kerap digunakan merujuk kepada tenaga elektromagnet, terutamanya dalam konteks astronomi radio.

Sumber radio astronomi yang paling terang mempunyai ketumpatan fluks dalam susunan 1–100 jansky. Sebagai contoh, Katalog Sumber Radio Cambridge Ketiga menyenaraikan kira-kira 300 hingga 400 sumber radio di Hemisfera Utara lebih terang daripada 9 Jy pada 159 MHz. Julat ini menjadikan jansky unit yang sesuai untuk astronomi radio.

Gelombang graviti juga membawa tenaga, jadi ketumpatan fluksnya juga boleh dinyatakan dalam sebutan jansky. Isyarat biasa di Bumi dijangka 10²⁰ Jy atau lebih. Walau bagaimanapun, kerana gandingan gelombang graviti yang lemah kepada jirim, isyarat sedemikian sukar untuk dikesan.

Apabila mengukur pelepasan kontinum jalur lebar, di mana tenaga diagihkan secara kasar merentasi lebar jalur pengesan, isyarat yang dikesan akan meningkat mengikut kadar lebar jalur pengesan (berbanding dengan isyarat dengan jalur lebar lebih sempit daripada laluan jalur pengesan). Untuk mengira ketumpatan fluks dalam janskys, jumlah kuasa yang dikesan (dalam watt) dibahagikan dengan kawasan pengumpulan penerima (dalam meter persegi), dan kemudian dibahagikan dengan lebar jalur pengesan (dalam hertz). Ketumpatan fluks sumber astronomi adalah banyak tertib magnitud di bawah 1 W·m⁻² ·Hz⁻¹, jadi hasilnya didarab dengan 10²⁶ untuk mendapatkan unit yang lebih sesuai untuk fenomena astrofizik semula jadi.

Milijansky, mJy, kadangkala dirujuk sebagai unit mili-flux (mfu) dalam literatur astronomi lama.

Susunan magnitud

Nilai (Jy)	Sumber
Templat:Val	Gangguan frekuensi radio daripada pemancar telefon GSM 0.5 W pada Templat:Val GHz pada jarak 1 km ( RSSI daripada −70 dBm )
Templat:Val	Matahari terganggu pada 20 MHz (penemuan awal Karl Guthe Jansky, diterbitkan pada tahun 1933)
Templat:Val	Matahari pada 10 GHz
Templat:Val	Matahari pada 1.4 GHz
Templat:Val	Bima Sakti pada 20 MHz
Templat:Val	1 unit fluks suria
Templat:Val	Bima Sakti pada 10 GHz
Templat:Val	Matahari tenang pada 20 MHz

Nota: Selagi tidak dinyatakan, semua nilai adalah seperti yang dilihat dari permukaan Bumi.