Ekkokortlægning i galakser hjælper med at måle afstande i rummet

Ekkokortlægningsprocessen, også kendt som rumklangsmapping, begynder, når drevet er varmt

plasma (atomer, der har mistet elektroner) ved siden afdet sorte hul bliver lysere og udsender nogle gange endda korte udbrud af synligt lys (det vil sige bølgelængder, der kan ses af det menneskelige øje). Dette lys bevæger sig væk fra skiven og rammer til sidst et fælles træk ved de fleste supermassive sorte hul-systemer: en enorm sky af doughnut-formet støv (også kendt som en torus). Når et lysglimt fra accretionskiven når den støvede torus indervæg, absorberes lyset, hvilket får støvet til at varme op og udsende infrarødt lys. Denne oplysning af torusen er en direkte reaktion eller, kan man sige, et "ekko" af de ændringer, der sker i skiven.

 I midten er der en supermassiv sortet hul omgivet af en skive af materiale kaldet en tilvækstskive. Efterhånden som disken bliver lysere, fremkommer der korte udbrud af synligt lys. De blå pile viser lyset fra dette blus, der bevæger sig væk fra det sorte hul, både mod en observatør på Jorden og mod en enorm donut-formet struktur (kaldet en torus) lavet af støv. Lyset absorberes, hvilket får støvet til at varme op og udsende infrarødt lys. Denne oplysning af støvet er en direkte reaktion - eller, kan man sige, et "ekko" - af ændringer, der sker i disken. De røde pile viser dette lys, der bevæger sig væk fra galaksen, i samme retning som det første udbrud af synligt lys. Således vil observatøren først se synligt lys og derefter (med passende udstyr) infrarødt. Kredit: NASA/Caltech Jet Propulsion Laboratory

Afstand fra tilvænningsskive til indredele af den støvede torus kan være enorm - milliarder eller billioner af kilometer. Selv let kørsel med 300.000 km i sekundet kan køre denne afstand i måneder eller år. Hvis astronomer kan observere både den indledende udbrud af synligt lys i tiltrædelsesdisken og den efterfølgende infrarøde lysning af torus, kan de også måle den tid, det tog for lys at rejse mellem de to strukturer. Da lys bevæger sig med en standardhastighed, giver denne information astronomer en idé om afstanden mellem disken og torusen.

Forskere kan derefter bruge målingenafstande til beregning af diskens lysstyrke og teoretisk dens afstand fra Jorden. Hvordan? Faktum er, at temperaturen i den del af disken, der er tættest på det sorte hul, kan nå titusinder af grader. Det er så højt, at selv atomer er revet fra hinanden, og støvpartikler er i stand til at dannes. Når du bevæger dig væk fra det sorte hul, falder temperaturen på disken gradvist.

Astronomer ved, at der dannes støv nårtemperaturen falder til ca. 1.200 grader Celsius. Jo mere energi en disk udsender, jo længere væk dannes der støv. Som et resultat, måling af afstanden mellem tiltrædelsesdisken og torus giver en idé om diskens outputenergi, som er direkte proportional med dens lysstyrke.

Ideen om at bruge ekkokortlægning til målingAfstanden fra jorden til fjerne galakser er ikke ny, men et nyt eksperiment fra forskere viser en betydelig succes med at demonstrere dens evner. Dette er den største undersøgelse af sin art, der bekræfter, at en sådan måling fungerer ens i alle galakser, uanset variabler såsom størrelsen på det sorte hul.

På grund af mange faktorer gjorde forfatterne det dog ikkeder er tilstrækkelig afstandsmålingsnøjagtighed. Især siger forskere, at de har brug for at lære mere om strukturen i de indre regioner i den støvede torus, der omgiver det sorte hul. Denne struktur kan påvirke nøjagtigt, hvilke bølgelængder infrarødt lys støvet udsender, når lyset først når det.

Læs også

Det er muligt at skabe en termonuklear reaktor på Jorden. Hvad vil konsekvenserne være?

Dommedagsbreen viste sig at være farligere end forskere troede. Vi fortæller det vigtigste

På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse