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Brillance de surface
   
La magnitude visuelle, ou magnitude apparente est un bon indicateur de la visibilité d'un objet lorsqu'il est ponctuel ou quasi ponctuel, comme une étoile, un amas d'étoiles ou une très petite galaxie lointaine de moins d'une minute d'arc.

Pour les objets étendus, tels que les galaxies et les nébuleuses, il faut tenir compte de la brillance de surface. Par exemple, si une galaxie a une magnitude visuelle de 12, cela signifie que l'on reçoit la même quantité de lumière de cette galaxie que celle qu'émettrait une étoile de magnitude 12. Une étoile est généralement vue comme une source ponctuelle dans la plupart des observations, tandis qu'une galaxie peut s'étendre sur plusieurs minutes d'arc, voir plus d'une centaine. Ainsi, une galaxie de grande dimension (vu de la terre) peut être plus difficile à percevoir sur le fond de ciel nocturne qu'une étoile de même magnitude, surtout les bras de celle-ci qui ont une luminosité faible. Cette difficulté est encore plus importante dans un ciel de pollution lumineuse.

On mesure la brillance de surface d'un objet étendu en magnitude par minute d'arc au carré (mag/arcmin2). Elle est plus précise que la magnitude visuelle pour ce type d'objet. Quelques planétariums présentent cette valeur (en mag/arcmin2), dont Stellarium. On peut aussi consulter le lien suivant pour une deuxième référence. Par exemple, la galaxie du Triangle M33 a une magnitude visuelle de 5,72 et sa brillance de surface est de 14,1 (selon les données de Stellarium). La différence est vraiment énorme pour cette galaxie de grande dimension vue de la terre (68,7 x 41,6 minutes d'arc, plus de 2,5 fois plus grandes que la Lune vue de la terre). C'est la brillance de surface qui devra être retenue pour les objets étendus en s'assurant qu'elle est égale ou moindre que la magnitude limite estimée en astrophoto selon la zone de pollution lumineuse du site d'observation.

On peut aussi calculer la brillance de surface d'un objet du ciel profond (en mag/arcmin2) en utilisant la formule suivante :

S = m + 2,5 * Log A

S = Brillance de surface en mag/arcmin2
m = Magniture visuelle ou magnitude apparente
A = La surface de l'objet du ciel profond en minutes d'arc2

Par exemple, voici le calcul pour la galaxie du Triangle M33 mentionnée ci-dessus. Les données de bases varient un peu d'un planétarium à l'autre. Donc, voici les données de bases provenant du logiciel SkySafari (qui ne fournit pas l'information sur la brillance de surface de l'objet du ciel profond) :

m = 5,79
A = la dimension de M33 est 62,1 par 36,7 minutes d'arc. Donc la surface de l'objet est 2 279,07 minutes d'arc2
S = 5,79 + 2,5 * Log 2 279,07
Pour connaître le Log de 2 279,07, utilisez une calculatrice scientifique. Le résultat est 3,3578.
S = 5,79 + 2,5 * 3,3578
S = 14,2 mag/arcmin2

La brillance de surface indiquée dans le logiciel Stellarium est semblable (14,1 mag/arcmin2) à celle calculée à partir des données du logiciel SkySafari ci-dessus (14,2 mag/arcmin2). L'autre référence ci-dessus (la deuxième référence) indique une brillance de surface de 14,2 mag/arcmin2. Donc, la brillance de surface est sensiblement la même pour les trois méthodes d'évaluation ci-dessus. Il n'y a donc plus aucune difficulté pour connaître la brillance de surface en mag/arcmin2 d'un objet du ciel profond. Vous n'avez qu'à utiliser l'une des trois références ci-dessus.





Richard Beauregard
Le Ciel Astro - CCD


Révisé le 29 septembre 2019


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Références :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Brillance_de_surface : Explication générale sur la brillance de surface (en français).

https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_brightness : Présente la formule pour calculer la brillance de surface d'un objet du ciel profond (site en anglais).

http://www.astrosurf.com/bsalque/cpselect1.txt : Présente la brillance de surface de plusieurs objets du ciel profond.