Ekkokartlegging i galakser hjelper til med å måle avstander i rommet

Ekkokartleggingsprosessen, også kjent som romklangsmapping, begynner når stasjonen er varm

plasma (atomer som har mistet elektroner) ved siden avdet sorte hullet blir lysere, noen ganger sender det til og med ut korte støt med synlig lys (det vil si bølgelengder som kan sees av det menneskelige øyet). Dette lyset beveger seg bort fra disken og treffer til slutt et fellestrekk for de fleste supermassive sorte hull-systemer: en enorm sky av smultringformet støv (også kjent som en torus). Når et lysglimt fra akkresjonsskiven når innerveggen til den støvete torusen, absorberes lyset, noe som får støvet til å varmes opp og sende ut infrarødt lys. Denne opplysningen av torusen er en direkte respons eller, kan man si, et "ekko" av endringene som skjer i platen.

 I midten er det en supermassiv sortet hull omgitt av en skive av materiale kalt en akkresjonsskive. Etter hvert som disken blir lysere, vises korte støt med synlig lys. De blå pilene viser lyset fra dette blusset som beveger seg bort fra det sorte hullet, både mot en observatør på jorden og mot en enorm smultringformet struktur (kalt en torus) laget av støv. Lyset absorberes, noe som får støvet til å varme opp og sende ut infrarødt lys. Denne lysnende støvet er en direkte respons - eller, kan du si, et "ekko" - av endringer som skjer i disken. De røde pilene viser at dette lyset beveger seg bort fra galaksen, i samme retning som det første utbruddet av synlig lys. Dermed vil observatøren først se synlig lys og deretter (med egnet utstyr) infrarødt. Kreditt: NASA/Caltech Jet Propulsion Laboratory

Avstand fra utvinningsskive til indredeler av den støvete torusen kan være enorm - milliarder eller billioner av kilometer. Selv lys som kjører med en hastighet på 300 000 km per sekund, kan kjøre denne avstanden i måneder eller år. Hvis astronomer kan observere både det første utbruddet av synlig lys i opptrekksskiven og den påfølgende infrarøde lysningen av torusen, kan de også måle tiden det tok for lys å bevege seg mellom de to strukturene. Siden lys beveger seg med en standard hastighet, gir denne informasjonen astronomer en ide om avstanden mellom skiven og torusen.

Forskere kan da bruke målingenavstander for å beregne lysstyrken på skiven og teoretisk avstanden fra jorden. Hvordan? Faktum er at temperaturen i den delen av skiven som er nærmest det sorte hullet kan nå titusenvis av grader. Det er så høyt at selv atomer blir revet fra hverandre, og støvpartikler er i stand til å danne seg. Når du beveger deg bort fra det svarte hullet, synker temperaturen på disken gradvis.

Astronomer vet at støv dannes nårtemperaturen synker til ca 1200 grader Celsius. Dermed, jo mer energi en plate avgir, jo lenger bort vil det dannes støv. Som et resultat, måling av avstanden mellom akkretjonsskiven og torus gir en ide om diskens utgangsenergi, som er direkte proporsjonal med lysstyrken.

Ideen om å bruke ekkokartlegging for målingAvstanden fra jorden til fjerne galakser er ikke ny, men et nytt eksperiment av forskere viser betydelige fremskritt i å demonstrere dets evner. Dette er den største studien av sitt slag, som bekrefter at en slik måling fungerer likt i alle galakser, uavhengig av variabler som størrelsen på det svarte hullet.

På grunn av mange faktorer gjorde forfatterne det imidlertid ikkedet er nok nøyaktighet for måling av avstand. Spesielt sier forskere at de trenger å lære mer om strukturen til de indre områdene av den støvete torusen som omgir det svarte hullet. Denne strukturen kan påvirke nøyaktig hvilke bølgelengder av infrarødt lys støvet avgir når lyset først når det.

Les også

Det er mulig å lage en termonukleær reaktor på jorden. Hva blir konsekvensene?

Dommedagsbreen viste seg å være farligere enn forskere trodde. Vi forteller det viktigste

På sykdomsdag 3 mister de fleste COVID-19 pasienter luktesansen og lider ofte av en rennende nese