太好了,实现利用黑洞的“回声映射”测量广阔的宇宙距离(2)

2024-01-08 10:22     互联网

黑洞的“回声映射”

这明亮的环面是一个直接回应,或者,有人可能会说一个“回声”的变化发生在吸积盘。从吸积盘到尘埃环体内部的距离,可能是巨大的(数十亿或数万亿英里)。即使是以每秒300000公里速度飞行的光,也需要数月或数年才能穿过它。如果天文学家能观测到吸积盘中最初的可见光耀斑和随后的环面红外亮度,就能测量光在这两个结构之间传播的时间。因为光以标准的速度传播,这个信息也给天文学家提供了吸积盘和环面的距离。

然后,科学家可以利用距离测量来计算吸积盘的光度,以及理论上它与地球的距离。原因是这样的:吸积盘中最接近黑洞的部分温度可以达到数万度高到连原子都被撕裂,尘埃颗粒也无法形成。吸积盘发出的热量也使其周围区域变暖,就像寒冷夜晚的篝火一样,在远离黑洞的过程中,温度逐渐降低。天文学家知道,当温度下降到大约2200华氏度(1200摄氏度)时,尘埃就形成了。

篝火越大(或者说吸积盘辐射的能量越多),尘埃就会离它越远。所以测量吸积盘和环面之间的距离,就可以得到吸积盘的能量输出,这与它的光度成正比。由于光可能需要数月或数年才能穿过星盘和环面之间的空间,天文学家需要数十年的数据。这项新研究依赖于近20年来对黑洞吸积盘的可见光观测,这些观测是由几架地面望远镜捕捉到的。

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