Aidų kartografavimas galaktikose padeda išmatuoti atstumus erdvėje

Aido atvaizdavimo procesas, taip pat žinomas kaip reverb atvaizdavimas, prasideda, kai diskas įkaista

plazma (atomai, praradę elektronus) šaliajuodoji skylė tampa šviesesnė, kartais net išspinduliuoja trumpus matomos šviesos (tai yra bangos ilgių, kuriuos gali matyti žmogaus akis) pliūpsnius. Ši šviesa nukeliauja nuo disko ir galiausiai patenka į bendrą daugumos supermasyvių juodųjų skylių sistemų bruožą: didžiulį spurgos formos dulkių debesį (taip pat žinomą kaip toras). Kai šviesos blyksnis iš akrecinio disko pasiekia vidinę dulkėto toro sienelę, šviesa sugeriama, todėl dulkės įkaista ir skleidžia infraraudonąją šviesą. Šis toro nušvitimas yra tiesioginis diske vykstančių pokyčių atsakas arba, galima sakyti, „aidas“.

 Centre yra supermasyvi juoda spalvaskylė, kurią supa medžiagos diskas, vadinamas akreciniu disku. Kai diskas tampa ryškesnis, atsiranda trumpi matomos šviesos pliūpsniai. Mėlynos rodyklės rodo, kad šviesa iš šio blyksnio tolsta nuo juodosios skylės ir link stebėtojo Žemėje, ir link didžiulės spurgos formos struktūros (vadinamos toru), pagamintos iš dulkių. Šviesa sugeriama, todėl dulkės įkaista ir skleidžia infraraudonąją šviesą. Šis dulkių pašviesėjimas yra tiesioginis diske vykstančių pokyčių atsakas arba, galima sakyti, „aidas“. Raudonos rodyklės rodo, kad ši šviesa tolsta nuo galaktikos ta pačia kryptimi, kaip ir pradinis matomos šviesos blyksnis. Taigi stebėtojas pirmiausia pamatys matomą šviesą, o tada (su tinkama įranga) infraraudonuosius spindulius. Autoriai: NASA/Caltech Jet Propulsion Laboratory

Atstumas nuo akrecijos disko iki vidiniodulkėto toro dalys gali būti didžiulės - milijardai ar trilijonai kilometrų. Netgi lengvas, važiuojantis 300 000 kilometrų per sekundę greičiu, šį atstumą gali nuvažiuoti per kelis mėnesius ar metus. Jei astronomai gali stebėti tiek pradinį matomos šviesos pliūpsnį akrecijos diske, tiek vėlesnį infraraudonąjį toro pašviesėjimą, jie taip pat gali išmatuoti laiką, kurio prireikė šviesai sklindant tarp dviejų struktūrų. Kadangi šviesa sklinda standartiniu greičiu, ši informacija astronomams suteikia idėją apie atstumą tarp disko ir toro.

Tada mokslininkai gali naudoti matavimąatstumus, kad būtų galima apskaičiuoti disko šviesumą ir teoriškai jo atstumą nuo Žemės. Kaip? Faktas yra tas, kad disko dalyje, kuri yra arčiausiai juodosios skylės, temperatūra gali siekti dešimtis tūkstančių laipsnių. Jis yra toks aukštas, kad net atomai yra suplėšyti, o dulkių dalelės sugeba susidaryti. Tolstant nuo juodosios skylės, disko temperatūra palaipsniui mažėja.

Astronomai žino, kad kai susidaro dulkėstemperatūra nukrenta iki maždaug 1 200 laipsnių šilumos. Taigi, kuo daugiau energijos skleidžia diskas, tuo toliau susidarys dulkės. Todėl matuojant atstumą tarp akrecijos disko ir toro gaunama disko išėjimo energija, kuri yra tiesiogiai proporcinga jo šviesumui.

Idėja matavimui naudoti aido kartografavimąAtstumas nuo Žemės iki tolimų galaktikų nėra naujas, tačiau naujas mokslininkų eksperimentas rodo reikšmingą pažangą pademonstruojant jos galimybes. Tai didžiausias tokio pobūdžio tyrimas, patvirtinantis, kad toks matavimas veikia vienodai visose galaktikose, neatsižvelgiant į tokius kintamuosius kaip juodosios skylės dydis.

Tačiau dėl daugelio veiksnių autoriai to nepadarėyra pakankamai atstumo matavimo tikslumo. Visų pirma, mokslininkai sako, kad jiems reikia daugiau sužinoti apie dulkėtojo toro, kuris supa juodąją skylę, vidinių sričių struktūrą. Ši struktūra gali tiksliai paveikti, kokius infraraudonųjų spindulių bangos ilgius skleidžia dulkės, kai šviesa pirmą kartą ją pasiekia.

Taip pat skaitykite

Žemėje įmanoma sukurti termobranduolinį reaktorių. Kokios bus pasekmės?

Doomsday ledynas pasirodė pavojingesnis, nei manė mokslininkai. Mes pasakome pagrindinį dalyką

3 ligos dieną dauguma COVID-19 pacientų praranda kvapo pojūtį ir dažnai kenčia nuo slogos