¿Qué tan brillante es el Sol en la banda S?

Por lo que puedo decir, cuando los Voyagers escuchan a la Tierra, tienen al Sol en el mismo haz. Nunca calculé qué tan brillante sería un Sol de cuerpo negro porque no tengo idea si eso es representativo de la salida del Sol en la banda S

Tampoco sé a qué ancho de segmento de frecuencia está expuesto el extremo frontal, o si el Sol sería lo suficientemente fuerte como para saturarlo. ¿Respuestas de frecuencia de la bocina de alimentación y el extremo frontal del receptor de la antena de alta ganancia de banda S de la Voyager y IF? permanece sin respuesta.

Esto está relacionado ¿Por qué la temperatura de funcionamiento para el cálculo del ruido del receptor de las Voyagers es de aproximadamente 1550K? y las respuestas son informativas.

Asumo que los diseñadores eran optimistas de que la Voyager podría sobrevivir tanto tiempo y diseñaron el sistema para poder seleccionar las transmisiones de la Tierra a partir de la salida del Sol, pero todavía no soy capaz de armar todo el rompecabezas.

Así que me gustaría preguntar:

Pregunta: ¿Qué tan brillante es el Sol en la banda S? ¿Existe un valor medido para la potencia por unidad de frecuencia? ¿Qué tan cerca está de lo que produciría un cuerpo negro a, digamos, 5800 K? ¿A esta frecuencia hay una gran diferencia entre cuando el sol está quieto y cuando está activo?

Ver también ¿Las estrellas tienen "fotosferas de radio"? ¿Son diferentes de sus fotosferas ópticas?

nota: Las preguntas y respuestas vinculadas tienen mucha información específica de la Voyager que es relevante para el funcionamiento de la Voyager en la banda S, pero no tengo nada sobre el comportamiento del Sol a 2,1 GHz . En realidad, el primer enlace proporciona la frecuencia del enlace descendente como

2113,312500 MHz para Voyager 2

No es una respuesta, pero la última cifra de estas notas de clase tiene una cifra de densidad de flujo para el Sol y las principales fuentes de emisión. La Figura 6 de Rochat et al 2017 tiene las contribuciones galácticas y atmosféricas a la temperatura de la antena (no la inversión del eje x). DSTSE página 442 (pdf página 460) tiene ejemplos de T (antena) hasta 10,000K para Sun en todo el haz

Respuestas (1)

Bueno, investigué un poco y encontré un gráfico útil aquí . La imagen en sí se encuentra en este enlace .

Wikipedia define la banda S como la sección del espectro electromagnético de 2 a 4 GHz. Para interpretar los valores respectivos que muestra el gráfico en estas frecuencias, necesitamos convertir estas dos cifras a longitudes de onda:

λ 1 = C v = 300 000 000 metro / s 2 000 000 000 H z = 0.15 metro

λ 2 = C v = 300 000 000 metro / s 4 000 000 000 H z = 0.075 metro

Y también podríamos encontrar la longitud de onda a 3 GHz, ya que está en el medio de la banda S y podría ayudarnos (pista: dado que el gráfico está en una escala logarítmica, y este cálculo resulta en una buena potencia de 10, definitivamente nos ayudará):

λ metro = C v = 300 000 000 metro / s 3 000 000 000 H z = 0.1 metro

Entonces, podemos echar un vistazo a la gráfica a 0,1 m. Las unidades parecen estar en W metro 2 ( C / s ) 1 , y asumo que ( C / s ) es solo H z , lo que haría que estas unidades tuvieran las mismas unidades que los Jansky, aunque, como menciona Connor García en su comentario, los Jansky son 10 26 W metro 2 H z 1 . Entonces, el sol tranquilo en la banda S se encuentra alrededor 10 6 j y , y el sol "perturbado" o "activo" se encuentra alrededor 10 7 j y .

Y en cuanto a la segunda parte de su pregunta, el gráfico también muestra algunas curvas de cuerpo negro. Usted pidió 5800 K, pero el más cercano en el gráfico está en 6000 K; con suerte, está bien. Como era de esperar, el Sol parece coincidir estrechamente con esa línea en una buena parte de las longitudes de onda del gráfico, pero parece desviarse en la banda S, lo cual es interesante, por decir lo menos. Entonces, a partir de las curvas de cuerpo negro en el gráfico, el sol es más brillante que un cuerpo negro típico a ~6000 K en la banda S, tanto en su estado silencioso como perturbado. Esta diferencia es de alrededor de un orden de magnitud en el estado tranquilo y de alrededor de dos órdenes de magnitud en el estado perturbado.

Y, por último, preguntó sobre la diferencia entre el "brillo" del sol en sus estados activo y perturbado en la banda S. A partir de la inspección visual del gráfico, parece que la diferencia en la banda S es de uno o dos órdenes de magnitud.

¡¡Excelente gracias!! Lo revisaré más tarde hoy, pero parece que lo has clavado.
¡Gracias! He publicado un seguimiento de la discrepancia entre el sol y un cuerpo negro típico en la banda S aquí; espero que las respuestas a esto resulten reveladoras. astronomy.stackexchange.com/questions/39866/…
@ Calc-You-Later +1 voto, respuesta sobresaliente, pero dado que un Jansky es 1e-26 W/(m^3Hz), ¿no debería leer su publicación 10^6 Jy en lugar de 10^-20?
@ConnorGarcia ahh, tienes razón! Gracias por decírmelo, lo editaré de inmediato.
@ConnorGarcia: también, supongo que el "m ^ 3" en su comentario es un error tipográfico, ¿correcto? La última vez que revisé Janskys eran W / (Hz * m ^ 2), a menos que me esté perdiendo algo ...
@ Calc-You-Later sí, m ^ 3 es un error tipográfico.
Ahora que ha resuelto esto tan bien, le invitamos a publicar una respuesta a ¿ Qué tan bien puede la Voyager 1 separar las señales de la Tierra del ruido solar en estos días? Hay alguna información sobre los presupuestos de enlace que podría ser algo útil en esta respuesta y uno puede profundizar en el volumen DESCANSO en Voyager Telecommunications o asumir una potencia de transmisión en la Tierra de, digamos, 20 kW y un plato de 34 o 70 metros.
Oh, hay más golosinas en esta respuesta.
Si están en funcionamiento nuevamente, es probable que hagan ping a Voyager con regularidad. Puede ver los enlaces ascendentes y descendentes que aparecen aquí o descargar los registros de varios días y obtener la potencia de transmisión real y el nombre del plato (y el tamaño íntimo) de ¿ Hay algún registro disponible públicamente o "Wayback Machine" para la actividad de DSN Now? ? y ¿ Comprender la información contenida en los datos XML de la red de espacio profundo?
¡Esa pregunta parece muy interesante! Investigaré un poco más junto con los recursos que ha enviado y veré si puedo encontrar una respuesta sustancial :).
@ Calc-You-Later No recibí una notificación de su comentario. Es mejor usar @respuestas para asegurarse de que el destinatario de un comentario reciba una notificación.
@uhoh ahh gracias, me aseguraré de usarlos.