12:19
"Эхо-картирование" в далеких галактиках может измерять огромные космические расстояния

Материя, вращающаяся вокруг сверхмассивных черных дыр, создает вспышки света, которые" отражаются " в соседних пылевых облаках. Эти движущиеся сигналы могли бы служить новым космическим мерилом.


Когда вы смотрите на ночное небо, как вы узнаете, есть ли пятнышки света, которые вы видите, яркие и далекие, или относительно слабые и совсем рядом? Один из способов выяснить это-сравнить, сколько света на самом деле имеет объект излучает с тем, насколько ярким он кажется. Разница между его истинной светимостью и его кажущаяся яркость показывает расстояние объекта от Земли. наблюдатель.

Измерение светимости небесного объекта является сложной задачей, особенно с черными дырами, которые не излучают свет. Но сверхмассивный черный дыры, которые лежат в центре большинства галактик, обеспечивают лазейку: они часто тянут много материи вокруг них, образуя горячие диски, которые могут ярко излучать. Измерение светимости яркого диска позволило бы астрономам оценить расстояние до черной дыры и галактики, в которой она живет. Измерение расстояния не только помочь ученым создать лучшую, трехмерную карту мира. Вселенная, они также могут предоставить информацию о том, как и когда сформировались объекты.

В новом исследовании астрономы использовали метод, который некоторые прозвали "Эхо-картирование" для измерения яркости черного цвета дырочные диски в более чем 500 галактиках. Опубликованное в прошлом месяце в Астрофизическом журналеисследование добавляет поддержку идее о том, что этот подход может быть использован для измерения расстояний между Землей и этими далекими галактики.

Процесс Эхо-картирования, также известный как реверберационное отображение, начинается, когда диск горячей плазмы (атомы, которые потеряли их электроны) вблизи черной дыры становится ярче, иногда даже высвобождение коротких вспышек видимого света (имеется в виду длина волны, которую можно увидеть человеческим глазом). Этот свет удаляется от диска и в конечном итоге бежит в общую черту большинства сверхмассивных систем черных дыр: огромное облако из пыли в форме пончика (также известного как Тор). Вместе, диск а Тор образует своего рода яблочко, с аккреционным диском, плотно обернутым вокруг черной дыры следуют последовательные кольца чуть более холодной плазмы и газ, и, наконец, пылевой Тор, который образует самое широкое, самое внешнее кольцо прямо в яблочко. Когда вспышка света от аккреционного диска достигает внутреннего стена пыльного Тора поглощает свет, заставляя пыль нагреваться и выпустить инфракрасный свет. Это осветление Тора является прямым ответом к Или, можно сказать, " эхо " изменений, происходящих на диске.

Расстояние от аккреционного диска до внутренней поверхности из пыли Тор может быть огромным-миллиарды или триллионы километров. Даже свет, путешествие со скоростью 186 000 миль (300 000 километров) в секунду может занять месяцы или даже годы. годы, чтобы пересечь его. Если астрономы могут наблюдать как начальную вспышку видимого свет в аккреционном диске и последующее инфракрасное свечение в Торе, они также могут измерить время, которое потребовалось свету, чтобы пройти между этими двумя сооружения. Поскольку свет распространяется со стандартной скоростью, эта информация также дает астрономам расстояние между диском и Тором.

Затем ученые могут использовать измерение расстояния, чтобы вычислите светимость диска и, теоретически, его расстояние от Земли. Это место как: температура в той части диска, которая ближе всего к черной дыре, может достигают десятков тысяч градусов - так высоко, что даже атомы разрываются и частицы пыли не могут образоваться. Тепло от диска также согревает область вокруг это как костер в холодную ночь. Удаляясь от черной дыры, температура постепенно понижается.

Астрономы знают, что пыль образуется, когда температура падает примерно до 2200 градусов по Фаренгейту (1200 градусов Цельсия); чем больше температура, тем выше температура. костер (или чем больше энергии излучает диск), тем дальше от него образуется пыль. Так измеряется расстояние между аккреционным диском и Тором показывает выход энергии диска, который прямо пропорционален его светимость.

Потому что свет может занять месяцы или годы, чтобы пересекая пространство между диском и Тором, астрономам нужны данные, которые охватывает десятилетия. Новое исследование опирается на почти два десятилетия видимого света наблюдения аккреционных дисков черных дыр, снятых несколькими наземными аппаратами телескопы. Инфракрасный свет испускаемый пылью был обнаружен околоземным объектом NASA Wide Field Infrared Survey Исследователь (NEOWISE), ранее по имени мудрый. Космический аппарат обследует все небо примерно раз в полгода, предоставление астрономам многократных возможностей наблюдать галактики и смотреть для знаков тех световых "Эхо"."В исследовании использовались 14 опросов населения sky by WISE/NEOWISE, собранный в период с 2010 по 2019 год. В некоторых галактиках свету потребовалось более 10 лет, чтобы преодолеть расстояние между аккрецией диск и пыль, что делает их самыми длинными отголосками, когда-либо измеренными за пределами Земли. галактика Млечный путь.

Далекие-Далекие Галактики

Идея использовать Эхо-отображение для измерения расстояние от Земли до далеких галактик не ново, но исследование дает существенные результаты. успехи в демонстрации его осуществимости. Самый большой одиночный опрос его таким образом, исследование подтверждает, что Эхо-картирование играет одинаковую роль во всех галактики, независимо от таких переменных, как размер черной дыры, который может изменяться значительно по всей Вселенной. Но техника еще не готова к Прайму время.

В связи с многочисленными факторами, авторами были проведены измерения расстояний не хватает точности. Прежде всего, по словам авторов, им нужно понять больше о структуре внутренних областей пылевого пончика, окружающего черная дыра. Эта структура может влиять на такие вещи, как какие конкретные длины волн инфракрасного света пыль испускает, когда свет впервые достигает ее.

Мудрые данные не охватывают весь инфракрасный диапазон диапазон длин волн, а также более широкий набор данных могут улучшить расстояние измерения. Космический телескоп НАСА Nancy Grace Roman, запуск которого намечен на середину 2020-х годов, обеспечит прицельную съемку наблюдения в различных инфракрасных диапазонах длин волн. Предстоящий SPHEREx агентства миссия (которая расшифровывается как Спектрофотометр для истории Вселенной, эпохи реионизации и Ices Explorer) будет обозревать все небо в нескольких инфракрасных длинах волн и это также может помочь улучшить технику.

"Красота метода Эхо-картирования заключается в следующем что эти сверхмассивные черные дыры не исчезнут в ближайшее время", - сказал Цянь Янг, исследователь из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и ведущий специалист автор исследования, ссылаясь на то, что диски черных дыр могут испытывать активное горение в течение тысяч или даже миллионов лет. - Чтобы мы могли измерить пыль отдается эхом снова и снова для одной и той же системы, чтобы улучшить расстояние измерение."

Измерения расстояния на основе светимости уже могут делайте это с предметами, известными как "стандартные свечи", которые имеют известную светимость. Одним из примеров является тип взрывающейся звезды, называемый сверхновыми типа 1А, который сыграл решающую роль в открытии темной энергии (название, данное таинственная движущая сила ускоряющегося расширения Вселенной). Тип Все сверхновые 1А имеют примерно одинаковую светимость, поэтому астрономам нужно только измерьте их видимую яркость, чтобы вычислить расстояние до Земли.

С другими стандартными свечами астрономы могут измерьте свойство объекта, чтобы вывести его специфическую светимость. Такова ситуация случай с Эхо-отображением, где каждый аккреционный диск уникален, но методика для измерения светимости это то же самое. Есть преимущества для астрономов, чтобы возможность использовать несколько стандартных свечей, например возможность сравнивать измерения расстояния подтверждают их точность, и каждая стандартная свеча имеет сильные и слабые стороны.

"Измерение космических расстояний является фундаментальным вызов в астрономии, так что возможность иметь дополнительный трюк вверх по своей рукав-это очень интересно", - сказал Юэ Шэнь, также исследователь из Университета Нью-Йорка. Иллинойс в Урбана-Шампейн и соавтор статьи.

Запущенный в 2009 году космический аппарат WISE был размещен в зимнюю спячку в 2011 году после завершения своей основной миссии. В Сентябре. 2013, НАСА повторно активировало космический аппарат с основной целью сканирования для околоземные объекты, или ОСЗ, а также миссия и космический аппарат были переименованы НЕОВИЗ. Лаборатория реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии управляла и действовал мудро для директората научной миссии НАСА. Миссия была выбрана конкурсно в рамках программы исследователей НАСА управляемой Годдардом агентства Центр космических полетов в Гринбелте, штат Мэриленд. NEOWISE-это проект JPL, a подразделение Калифорнийского технологического института и Аризонского университета при поддержке НАСА Координационное Бюро Планетарной Обороны.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Аррокот, ранее известный как Ультима Туле, получает более пристальный взгляд


Блокировка автоматического выключателя Северной Ирландии: почему сейчас и будет ли она работать?


Препарат обманывает раковые клетки, выдавая себя за вирус

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 80 | Добавил: admin | Теги: Земля, дыра, Тор, космический аппарат, Галактика, nasa, Эхо-картирование в далеких галактик, Черная дыра, астроном, Расстояние, вспышка света, черный, инфракрасный свет, измерение расстояния | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar