太好了,实现利用黑洞的“回声映射”测量广阔的宇宙距离

2021-04-05 06:58     互联网

当你抬头仰望夜空时,你怎么知道你所看到的那些光点是明亮而遥远的,还是相对微弱而近?一种方法是比较物体实际发出的光和它看起来的亮度。它的真实亮度和表观亮度之间的差异,揭示了一个物体与观察者的距离。测量天体的亮度是一项挑战,尤其是对于不发光的黑洞。但是位于大多数星系中心的超大质量黑洞提供了一个漏洞:它们经常拉拽周围的大量物质,形成能发出明亮辐射的吸积盘。

通过测量明亮黑洞吸积盘的亮度,天文学家可以测量到黑洞及其所在星系的距离。距离测量不仅可以帮助科学家创建一个更好的宇宙三维地图,还可以提供关于这些天体是如何以及何时形成的信息。在一项新的研究中,天文学家使用一种被戏称为“回声映射(Echo mapping)”的技术来测量500多个星系中黑洞吸积盘的光度。在发表在《天体物理学》期刊上的一项新研究,支持了这种方法可以用来测量地球和这些遥远星系之间距离的观点。

当靠近黑洞的热等离子体(失去电子的原子)变得更亮时,就开始了回声映射的过程,有时甚至会释放出短暂可见光耀斑(即人眼能看到的波长)。光离开了黑洞吸积盘,最终会遇到一个大多数超大质量黑洞系统的共同特征:一个巨大的尘埃云,形状像甜甜圈(也被称为环面)。当来自吸积盘的闪光到达布满尘埃的圆环内壁时,光线被吸收,导致尘埃升温并释放出红外光。

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