Η αντιστοίχιση ηχούς στους γαλαξίες βοηθά στη μέτρηση των αποστάσεων στο διάστημα

Η διαδικασία αντιστοίχισης ηχούς, γνωστή και ως αντιστοίχιση αντήχησης, ξεκινά όταν η μονάδα είναι ζεστή

πλάσμα (άτομα που έχουν χάσει ηλεκτρόνια) δίπλαη μαύρη τρύπα γίνεται πιο φωτεινή, μερικές φορές μάλιστα εκπέμπει σύντομες εκρήξεις ορατού φωτός (δηλαδή, μήκη κύματος που μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι). Αυτό το φως ταξιδεύει μακριά από το δίσκο και τελικά προσκρούει σε ένα κοινό χαρακτηριστικό των περισσότερων υπερμεγέθων συστημάτων μαύρης τρύπας: ένα τεράστιο σύννεφο σκόνης σε σχήμα ντόνατ (επίσης γνωστό ως torus). Όταν μια λάμψη φωτός από τον δίσκο προσαύξησης φτάσει στο εσωτερικό τοίχωμα του σκονισμένου δακτύλου, το φως απορροφάται, με αποτέλεσμα η σκόνη να θερμαίνεται και να εκπέμπει υπέρυθρο φως. Αυτή η διαφώτιση του τόρου είναι μια άμεση απάντηση ή, θα έλεγε κανείς, μια «ηχώ» των αλλαγών που συμβαίνουν στο δίσκο.

 Στο κέντρο υπάρχει ένα υπερμεγάλο μαύρομια τρύπα που περιβάλλεται από έναν δίσκο υλικού που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης. Καθώς ο δίσκος γίνεται πιο φωτεινός, εμφανίζονται σύντομες εκρήξεις ορατού φωτός. Τα μπλε βέλη δείχνουν το φως από αυτή τη λάμψη να απομακρύνεται από τη μαύρη τρύπα, τόσο προς έναν παρατηρητή στη Γη όσο και προς μια τεράστια δομή σε σχήμα ντόνατ (που ονομάζεται τόρος) από σκόνη. Το φως απορροφάται, με αποτέλεσμα η σκόνη να θερμαίνεται και να εκπέμπει υπέρυθρο φως. Αυτό το ξέσπασμα της σκόνης είναι μια άμεση απόκριση —ή, θα μπορούσατε να πείτε, μια «ηχώ»— των αλλαγών που συμβαίνουν στο δίσκο. Τα κόκκινα βέλη δείχνουν αυτό το φως να απομακρύνεται από τον γαλαξία, στην ίδια κατεύθυνση με την αρχική λάμψη του ορατού φωτός. Έτσι, ο παρατηρητής θα δει πρώτα ορατό φως και μετά (με κατάλληλο εξοπλισμό) το υπέρυθρο. Πίστωση: NASA/Caltech Jet Propulsion Laboratory

Απόσταση από το δίσκο αύξησης έως το εσωτερικόμέρη του σκονισμένου δακτυλίου μπορεί να είναι τεράστια - δισεκατομμύρια ή τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Ακόμα και το ελαφρύ ταξίδι στα 300.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο μπορεί να ταξιδέψει σε αυτήν την απόσταση σε μήνες ή χρόνια. Εάν οι αστρονόμοι μπορούν να παρατηρήσουν τόσο την αρχική έκρηξη ορατού φωτός στο δίσκο αύξησης όσο και την επακόλουθη υπέρυθρη λάμψη του δακτυλίου, μπορούν επίσης να μετρήσουν το χρόνο που χρειάστηκε για να ταξιδέψει το φως μεταξύ των δύο δομών. Δεδομένου ότι το φως ταξιδεύει με κανονική ταχύτητα, αυτές οι πληροφορίες δίνουν στους αστρονόμους μια ιδέα για την απόσταση μεταξύ του δίσκου και του δακτυλίου.

Οι επιστήμονες μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν τη μέτρησηαποστάσεις για τον υπολογισμό της φωτεινότητας του δίσκου και θεωρητικά η απόσταση του από τη Γη. Πως? Το γεγονός είναι ότι η θερμοκρασία στο μέρος του δίσκου που είναι πιο κοντά στη μαύρη τρύπα μπορεί να φτάσει δεκάδες χιλιάδες βαθμούς. Είναι τόσο υψηλό που ακόμη και άτομα χωρίζονται και τα σωματίδια σκόνης μπορούν να σχηματιστούν. Καθώς απομακρύνεστε από τη μαύρη τρύπα, η θερμοκρασία του δίσκου μειώνεται σταδιακά.

Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι η σκόνη σχηματίζεται ότανη θερμοκρασία μειώνεται σε περίπου 1.200 βαθμούς Κελσίου. Έτσι, όσο περισσότερη ενέργεια εκπέμπει ένας δίσκος, τόσο πιο μακριά θα σχηματιστεί σκόνη. Ως αποτέλεσμα, η μέτρηση της απόστασης μεταξύ του δίσκου προσαύξησης και του στροφίου δίνει μια ιδέα της ενέργειας εξόδου του δίσκου, η οποία είναι άμεσα ανάλογη με τη φωτεινότητα του.

Η ιδέα της χρήσης αντιστοίχισης ηχούς για μέτρησηΗ απόσταση από τη Γη στους απομακρυσμένους γαλαξίες δεν είναι νέα, αλλά ένα νέο πείραμα επιστημόνων δείχνει σημαντική επιτυχία στην επίδειξη των δυνατοτήτων του. Αυτή είναι η μεγαλύτερη μελέτη του είδους της, επιβεβαιώνοντας ότι μια παρόμοια μέτρηση λειτουργεί το ίδιο σε όλους τους γαλαξίες, ανεξάρτητα από μεταβλητές όπως το μέγεθος της μαύρης τρύπας.

Ωστόσο, λόγω πολλών παραγόντων, οι συγγραφείς δεν το έκανανυπάρχει αρκετή ακρίβεια μέτρησης απόστασης. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες λένε ότι πρέπει να μάθουν περισσότερα για τη δομή των εσωτερικών περιοχών του σκονισμένου δακτυλίου που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα. Αυτή η δομή μπορεί να επηρεάσει ακριβώς το μήκος κύματος του υπέρυθρου φωτός που εκπέμπει η σκόνη όταν το φως φτάσει για πρώτη φορά.

Διαβάστε επίσης

Είναι δυνατόν να δημιουργηθεί ένας θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας στη Γη. Ποιες θα είναι οι συνέπειες;

Ο παγετώνας Doomsday αποδείχθηκε πιο επικίνδυνος από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες. Λέμε το κύριο πράγμα

Την 3η ημέρα της ασθένειας, οι περισσότεροι ασθενείς με COVID-19 χάνουν την αίσθηση της όσφρησης και συχνά υποφέρουν από ρινική καταρροή