Proces mapowania echa, znany również jako mapowanie pogłosu, rozpoczyna się, gdy dysk jest gorący
W centrum supermasywna czerńdziura otoczona dyskiem materiału zwanym dyskiem akrecyjnym. Gdy dysk staje się jaśniejszy, pojawiają się krótkie rozbłyski światła widzialnego. Niebieskie strzałki pokazują światło tego rozbłysku oddalające się od czarnej dziury zarówno w stronę obserwatora na Ziemi, jak i w stronę ogromnej struktury w kształcie pączka (zwanej torusem) wykonanej z pyłu. Światło jest pochłaniane, co powoduje, że kurz nagrzewa się i emituje światło podczerwone. To rozjaśnienie pyłu jest bezpośrednią reakcją – lub, można powiedzieć, „echem” – zmian zachodzących w dysku. Czerwone strzałki pokazują to światło oddalające się od galaktyki, w tym samym kierunku, co początkowy błysk światła widzialnego. Zatem obserwator najpierw zobaczy światło widzialne, a następnie (przy odpowiednim sprzęcie) podczerwień. Źródło: Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA/Caltech
Odległość od dysku akrecyjnego do wewnętrznegoczęści zakurzonego torusa mogą być ogromne - miliardy lub biliony kilometrów. Nawet światło podróżujące z prędkością 300 000 kilometrów na sekundę może pokonać tę odległość w miesiącach lub latach. Jeśli astronomowie mogą obserwować zarówno początkowy rozbłysk światła widzialnego w dysku akrecyjnym, jak i późniejsze rozjaśnienie torusa w podczerwieni, mogą również zmierzyć czas potrzebny na podróż światła między dwiema strukturami. Ponieważ światło porusza się ze standardową prędkością, informacja ta daje astronomom wyobrażenie o odległości między dyskiem a torusem.
Naukowcy mogą wtedy wykorzystać pomiarodległości do obliczenia jasności dysku i teoretycznie jego odległości od Ziemi. W jaki sposób? Faktem jest, że temperatura w części dysku, która jest najbliżej czarnej dziury, może sięgać dziesiątek tysięcy stopni. Jest tak wysoka, że nawet atomy są rozrywane i mogą tworzyć się cząsteczki kurzu. Gdy oddalasz się od czarnej dziury, temperatura dysku stopniowo spada.
Astronomowie wiedzą, że pył tworzy się, kiedytemperatura spada do około 1200 stopni Celsjusza. Zatem im więcej energii emituje dysk, tym dalej będzie powstawał pył. W rezultacie, pomiar odległości między dyskiem akrecyjnym a torusem daje wyobrażenie o energii wyjściowej dysku, która jest wprost proporcjonalna do jego jasności.
Pomysł wykorzystania mapowania echa do pomiaruOdległość od Ziemi do odległych galaktyk nie jest nowa, ale nowy eksperyment naukowców pokazuje znaczący postęp w demonstrowaniu jego możliwości. To największe tego rodzaju badanie, potwierdzające, że taki pomiar działa tak samo we wszystkich galaktykach, niezależnie od zmiennych, takich jak rozmiar czarnej dziury.
Jednak ze względu na wiele czynników autorzy tego nie zrobiliistnieje wystarczająca dokładność pomiaru odległości. W szczególności naukowcy twierdzą, że muszą dowiedzieć się więcej o strukturze wewnętrznych obszarów zakurzonego torusa otaczającego czarną dziurę. Struktura ta może mieć wpływ na to, jakie długości fal podczerwieni emituje pył, gdy światło do niego dociera.
Czytaj także
Możliwe jest stworzenie reaktora termojądrowego na Ziemi. Jakie będą konsekwencje?
Lodowiec Doomsday okazał się bardziej niebezpieczny, niż sądzili naukowcy. Mówimy najważniejsze
W 3. dniu choroby większość pacjentów z COVID-19 traci zmysł węchu i często cierpi na katar