光、輻射與電磁波譜

輻射流量

/ RAY-dee-ant FLUKS /

想像一盞路燈。站在它正下方,傾瀉到你肩頭的光很強烈;走到街區盡頭,同一盞燈幾乎照不亮你的書頁。燈的功率根本沒變,可落到你身上每一小塊的光量卻變了。那個光量——從你所站之處算起,每平方米、每一秒打到上面的光能——就是輻射流量,通常就簡稱流量。

流量正是望遠鏡實際測量的東西。它是觀測者接收到的單位面積功率,所以取決於兩件事:源真正有多大功率(它的光度)以及它有多遠。同樣的總功率在向外行進時鋪在越來越大的球面上,落到任何單個探測器上的就越來越少。流量是每一次亮度測量背後的原始量;星等系統不過是表達它的一種對數方式。把一顆恆星的距離加倍,並不會把它的流量減半——而是減到四分之一。

測量宇宙的整套把戲都繫於流量。單憑流量本身是含糊的:一個微弱的流量,可能是附近一盞暗燈,也可能是遠處一盞輝煌的燈。但如果你獨立地知道源的光度(比方說它是一根標準燭光),流量就通過平方反比定律告訴你距離,因為光度等於流量乘以光所鋪開的那個球面的面積。流量、光度、距離構成一個緊密的三角:知道任意兩個,第三個就隨之而來。

在地球的距離上,太陽向每平方米輸送約1360瓦的流量——這正是驅動太陽能板的那個數。挪到木星,遠五倍,流量就跌到約二十五分之一(5的平方),這正是為什麼那裡的陽光弱得多。

流量是每平方米接收到的功率——它隨距離的平方遞減。

流量取決於距離;光度不取決於距離。單憑流量測量無法告訴你一個源到底是本身暗而近,還是亮而遠——你需要一個距離或一個已知光度來打破這種二義性。

又稱
fluxbrightness (received)流量輻照度