تساعد خرائط الصدى في المجرات في قياس المسافات في الفضاء

تبدأ عملية رسم خرائط الصدى ، والمعروفة أيضا باسم تعيين التردد ، عندما يكون القرص ساخنا

تصبح البلازما (الذرات التي فقدت الإلكترونات) بالقرب من الثقب الأسود أكثر إشراقا ، وأحيانا تنبعث منها رشقات نارية قصيرة من الضوء المرئي (أي الأطوال الموجية التي يمكن رؤيتها بالعين البشرية).هذا الضوء يختفيوفي نهاية المطاف يقع في سمة مشتركة لمعظم أنظمة الثقوب السوداء فائقة الكتلة: سحابة غبار ضخمة على شكل دونات (تعرف أيضا باسم Torus).عندما يصل وميض الضوء من القرص اللاصق إلى الجدار الداخلي للطور المغبر ، فإن الضوءيتم امتصاصه ، مما يتسبب في تسخين الغبار وانبعاث ضوء الأشعة تحت الحمراء.هذا هو تنوير الطوق - يمكن للمرء أن يقول إن الاستجابة المباشرة هي "صدى" للتغيرات التي تحدث في القرص.

 يوجد في المركز ثقب أسود هائل محاط بقرص من المواد يسمى قرص التراكم.عندما يصبح القرص أكثر سطوعا ، هناك ومضات قصيرة من الضوء المرئي.لمعان هذا الفلاش ، بالانتقال منثقب أسود ، لكل من المراقب على الأرض وهيكل ضخم على شكل دونات (يسمى طور) مصنوع من الغبار.يتم امتصاص الضوء ، مما يتسبب في تسخين الغبار وانبعاث ضوء الأشعة تحت الحمراء.هذا التوضيح للغبار هو استجابة مباشرة - أو يمكننا أن نقول "صدى" - للتغيرات التي تحدث في القرص.توضح الأسهم الحمراء هذا الضوء يتحرك بعيدا عنالمجرات ، في نفس اتجاه الوميض الأصلي للضوء المرئي.بهذه الطريقة ، سيرى المراقب أولا الضوء المرئي ثم الأشعة تحت الحمراء (إذا كانت المعدات المناسبة) متوفرة.الائتمان: ناسا / مختبر الدفع النفاث معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

المسافة من قرص التنامي إلى القرص الداخلييمكن أن تكون أجزاء من الطارة المغبرة ضخمة - مليارات أو تريليونات الكيلومترات. حتى الضوء الذي يسافر بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية يمكنه قطع هذه المسافة في شهور أو سنوات. إذا تمكن علماء الفلك من ملاحظة كل من الاندفاع الأولي للضوء المرئي في قرص التراكم وما تلاه من سطوع الأشعة تحت الحمراء للحلقة ، فيمكنهم أيضًا قياس الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال بين الهيكلين. نظرًا لأن الضوء ينتقل بسرعة قياسية ، فإن هذه المعلومات تعطي علماء الفلك فكرة عن المسافة بين القرص والحلقة.

يمكن للعلماء بعد ذلك استخدام القياسمسافات لحساب لمعان القرص ونظريًا بعده عن الأرض. كيف؟ الحقيقة هي أن درجة الحرارة في جزء القرص الأقرب للثقب الأسود يمكن أن تصل إلى عشرات الآلاف من الدرجات. إنه مرتفع لدرجة أنه حتى الذرات تتمزق ، ويمكن أن تتشكل جزيئات الغبار. كلما ابتعدت عن الثقب الأسود ، تنخفض درجة حرارة القرص تدريجيًا.

يعرف علماء الفلك أن الغبار يتشكل متىتنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 1200 درجة مئوية. وبالتالي ، كلما زادت الطاقة المنبعثة من القرص ، كلما تكوّن الغبار بعيدًا. ونتيجة لذلك ، فإن قياس المسافة بين قرص التراكم والحلقة يعطي فكرة عن طاقة خرج القرص ، والتي تتناسب طرديًا مع لمعانه.

فكرة استخدام تخطيط الصدى للقياسالمسافة من الأرض إلى المجرات البعيدة ليست جديدة ، لكن تجربة جديدة للعلماء تُظهر نجاحًا كبيرًا في إظهار قدراتها. هذه هي أكبر دراسة من نوعها ، تؤكد أن مثل هذا القياس يعمل بنفس الطريقة في جميع المجرات ، بغض النظر عن المتغيرات مثل حجم الثقب الأسود.

ومع ذلك ، بسبب العديد من العوامل ، لم يفعل المؤلفونهناك دقة كافية لقياس المسافة. على وجه الخصوص ، يقول العلماء إنهم بحاجة إلى معرفة المزيد عن بنية المناطق الداخلية للحلقة الترابية التي تحيط بالثقب الأسود. يمكن لهذه البنية أن تؤثر بالضبط على الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء التي يصدرها الغبار عندما يصل الضوء إليها لأول مرة.

اقرأ أيضا

من الممكن إنشاء مفاعل نووي حراري على الأرض. ما هي العواقب؟

تبين أن نهر Doomsday الجليدي أكثر خطورة مما اعتقد العلماء. نقول الشيء الرئيسي

في اليوم الثالث من المرض ، يفقد معظم مرضى COVID-19 حاسة الشم لديهم وغالبًا ما يعانون من سيلان الأنف