Mapovanie ozveny v galaxiách pomáha merať vzdialenosti vo vesmíre

Proces mapovania ozveny, známy aj ako mapovanie dozvuku, začína, keď je disk horúci

plazma (atómy, ktoré stratili elektróny) vedľačierna diera sa stáva jasnejšou, niekedy dokonca vyžaruje krátke záblesky viditeľného svetla (to znamená vlnové dĺžky, ktoré môže vidieť ľudské oko). Toto svetlo sa pohybuje preč od disku a nakoniec zasiahne spoločnú črtu väčšiny supermasívnych systémov čiernych dier: obrovský oblak prachu v tvare šišky (známy aj ako torus). Keď záblesk svetla z akrečného disku dosiahne vnútornú stenu prašného torusu, svetlo sa absorbuje, čo spôsobí, že sa prach zahreje a vyžaruje infračervené svetlo. Toto osvietenie torusu je priamou odpoveďou alebo, dalo by sa povedať, „ozvenou“ zmien vyskytujúcich sa na disku.

 V strede je supermasívna čiernadiera obklopená diskom materiálu nazývaným akrečný disk. Keď sa disk rozjasní, objavia sa krátke záblesky viditeľného svetla. Modré šípky ukazujú, že svetlo z tejto erupcie sa pohybuje smerom od čiernej diery smerom k pozorovateľovi na Zemi a smerom k obrovskej štruktúre v tvare šišky (nazývanej torus) vytvorenej z prachu. Svetlo je absorbované, čo spôsobuje, že sa prach zahrieva a vyžaruje infračervené svetlo. Toto zosvetlenie prachu je priamou reakciou - alebo by ste mohli povedať, "ozvenou" - zmien, ktoré sa vyskytujú na disku. Červené šípky ukazujú, že sa toto svetlo pohybuje preč od galaxie v rovnakom smere ako počiatočný záblesk viditeľného svetla. Pozorovateľ teda najskôr uvidí viditeľné svetlo a potom (s vhodným vybavením) infračervené. Poďakovanie: NASA/Caltech Jet Propulsion Laboratory

Vzdialenosť od akrečného disku k vnútornejčasti prachového torusu môžu byť obrovské - miliardy alebo bilióny kilometrov. Aj ľahké cestovanie rýchlosťou 300 000 km za sekundu môže túto vzdialenosť prejsť za mesiace alebo roky. Ak môžu astronómovia pozorovať počiatočný výbuch viditeľného svetla v akrečnom disku a následné infračervené rozjasnenie torusu, môžu tiež zmerať čas, ktorý trvalo prechodu svetla medzi týmito dvoma štruktúrami. Pretože svetlo sa šíri štandardnou rýchlosťou, táto informácia dáva astronómom predstavu o vzdialenosti medzi diskom a torusom.

Vedci potom môžu použiť meranievzdialenosti pre výpočet svietivosti disku a teoreticky jeho vzdialenosti od Zeme. Ako? Faktom je, že teplota v časti disku, ktorá je najbližšie k čiernej diere, môže dosiahnuť desaťtisíce stupňov. Je taká vysoká, že sa aj atómy roztrhajú a prachové častice sú schopné tvoriť. Keď sa vzdialite od čiernej diery, teplota disku postupne klesá.

Astronómovia vedia, že prach sa vytvára vtedyteplota klesne na asi 1 200 stupňov Celzia. Čím viac energie teda disk vydá, tým ďalej sa bude vytvárať prach. Výsledkom je, že meranie vzdialenosti medzi akrečným diskom a torusom dáva predstavu o výstupnej energii disku, ktorá je priamo úmerná jeho svietivosti.

Myšlienka použiť na meranie echo mapovanieVzdialenosť od Zeme k vzdialeným galaxiám nie je nová, nový experiment vedcov však ukazuje významný pokrok v demonštrácii jeho schopností. Toto je najväčšia štúdia tohto druhu, ktorá potvrdzuje, že takéto meranie funguje rovnako vo všetkých galaxiách bez ohľadu na premenné, ako je veľkosť čiernej diery.

Avšak kvôli mnohým faktorom to autori neurobilije dostatočná presnosť merania vzdialenosti. Vedci tvrdia, že sa musia dozvedieť viac o štruktúre vnútorných oblastí prašného torusu, ktorý obklopuje čiernu dieru. Táto štruktúra môže presne ovplyvniť, aké vlnové dĺžky infračerveného svetla prach vyžaruje, keď k nemu svetlo prvýkrát dospeje.

Prečítajte si tiež

Na Zemi je možné vytvoriť termonukleárny reaktor. Aké to bude mať následky?

Ľadovec Doomsday sa ukázal byť nebezpečnejším, ako si vedci mysleli. Hovoríme to hlavné

V deň 3 choroby väčšina pacientov COVID-19 stratí čuch a často trpí nádchou.