Ecou luminos

Ecoul luminos  este un fenomen observat în astronomie . Prin analogie cu un ecou sonor , un ecou luminos apare atunci când există o fulgerare bruscă de lumină (cum ar fi nove ) când lumina se reflectă în obiectele din afara sursei și ajunge la observator la ceva timp după fulgerul inițial. Datorită particularităților geometriei fenomenului, ecoul luminos poate da naștere iluziei că lumina ajunge la observator cu viteză superluminală [1] .

Explicație

Un ecou luminos este rezultatul luminii blițului unui obiect care se reflectă în norii de praf interstelar . Lumina de la blițul inițial ajunge mai întâi la observator, în timp ce lumina reflectată de praf și alte obiecte din jurul sursei începe să sosească ceva mai târziu. Cu cât sunt mai departe particulele de praf iluminate de bliț, cu atât fotonii ajung mai târziu la observator. Această întârziere creează aspectul unei expansiuni a norului de praf. În acest caz, în planul observatorului, „mișcarea” unui nor de praf va fi vizibilă la o viteză foarte mare (de multe ori cu viteză superluminală) [2] .

În figura din dreapta, lumina care călătorește pe calea A ajunge mai întâi de la sursă la observator. Lumina care călătorește pe calea B este reflectată din partea norului de gaz în punctul dintre sursă și observator, iar lumina care călătorește pe calea C este reflectată din partea norului de gaz perpendiculară pe calea A. Deși lumina călătorind pe căile B și C, pentru că observatorul vine din același punct de pe cer, calea B este de fapt mult mai scurtă. Drept urmare, norul de praf, conform observatorului, se extinde mult mai repede decât viteza luminii.

Deoarece viteza luminii este constantă, toată lumina care vine de la bliț în același timp trebuie să parcurgă aceeași distanță. Când un fascicul de lumină este reflectat, posibilele căi dintre sursă și observator corespund reflexiilor pe un elipsoid , în care observatorul și sursa se află la focarele elipsoidului (vezi animația din dreapta). Acest elipsoid se extinde în mod natural în timp.

Ecoul luminos de la supernove poate fi folosit ca o riglă standard în determinarea distanțelor în Univers [3] [4] .

Exemple

Steaua variabilă V838 Monocerotis a experimentat izbucniri semnificative care au fost observate de Telescopul Spațial Hubble în 2002. Explozia a fost o surpriză pentru observatori când obiectul s-a extins cu o viteză mult mai mare decât viteza luminii, deoarece carcasa și-a crescut dimensiunea aparentă de la 4 la 7 ani lumină în câteva luni [2] . De fapt, nimic nu se mișcă nicăieri - lumina dezvăluie doar cochilii de praf invizibile până acum pe care steaua le-a format din timp. Expansiunea ecoului luminos a continuat până în 2010 [7] .

Ecoul luminos a fost folosit pentru a determina distanța până la variabila Cepheid RS Puppis la 1% din valoarea sa reală. Potrivit autorilor articolului în care au fost prezentate rezultatele [8] , această distanță este cea mai precisă distanță măsurată până la Cefeid. Un ecou luminos a fost observat de la supernova modernă SN 1987A [9] :29 , una dintre cele mai apropiate explozii de supernova de epoca modernă. Primul caz înregistrat de ecou luminos a fost în 1936 [7] , dar nu a fost studiat în detaliu.

Calculând elipsoidul în care Pământul și rămășița supernovei sunt focalizate și găsirea locurilor în care acesta se intersectează cu elipsoidul norului de praf și gaz, pot fi observate uneori reflexii slabe ale supernovelor istorice. Folosind ecourile luminoase, astronomii pot analiza spectrul supernovelor a căror lumină a ajuns pe Pământ cu mult înainte de inventarea telescopului , cu multe secole sau milenii în urmă. Un exemplu este explozia supernovei SN 1572 , observată pe Pământ în 1572. În 2008, un ecou slab a fost văzut pe praf din partea de nord a Căii Lactee [10] [11] . Ecourile luminoase pot fi determinate prin compararea fotografiilor norilor de gaz și praf luate la intervale de luni sau ani. Prin norii de praf vor trece ondulații de la ecoul luminii sub formă de pete de schimbare a luminozității. Dacă sursa luminii este necunoscută, câteva dintre aceste observații pot ajuta la reconstrucția elipsoidului, permițând astronomilor să determine originea fulgerului de lumină.

Ecoul luminos a fost folosit pentru a studia supernovele care au condus la formarea rămășiței supernovei Cassiopeia A [10] . Lumina Cassiopeei A a ajuns pe Pământ în jurul anului 1660, dar a trecut neobservată, posibil pentru că norii de praf erau în raza vizuală și au absorbit lumina. Studiile luminii reflectate din diferite direcții permit astronomilor să determine dacă o supernova a fost asimetrică în anumite direcții sau nu. Progenitorul Cassiopeei A a fost suspectat de asimetrie [12] , iar studiul luminii din rămășițele Cassiopeei A a făcut posibilă în 2010 să se facă prima detecție a asimetriei într-o explozie de supernovă [13] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Bond, Howard E.; Henden, Arne; Levay, Zoltan G.; Panagia, Nino; Sparks, William B.; Starrfield, Sumner; Wagner, R. Mark; Corradi, RLM; W. Munari . O izbucnire stelară energetică însoțită de ecouri luminoase circumstelare  // Nature  :  journal. - 2003. - 27 martie ( vol. 422 , nr. 6930 ). - P. 405-408 . - doi : 10.1038/nature01508 . — . — arXiv : astro-ph/0303513 . — PMID 12660776 .  (Engleză)
  2. ↑ 1 2 Britt, Robert Roy; Bond, Howard. Hubble isi relateaza o explozie misterioasa cu imagini uluitoare . Space.com (27 martie 2003). Arhivat din original pe 10 aprilie 2003.  (Engleză)
  3. ↑ N. Wright, Primer of Distances. G. Distanța ecoului luminos . Consultat la 10 ianuarie 2014. Arhivat din original pe 21 ianuarie 2013.
  4. ↑ A. I. Dyachenko, Când secretul devine clar - fenomenul ecouului luminos . Preluat la 11 august 2010. Arhivat din original la 31 ianuarie 2009.
  5. ↑ Un ecou de lumină . www.eso.org . Consultat la 2 aprilie 2018. Arhivat din original pe 2 aprilie 2018.
  6. ↑ [email protected], The evolution of the light echo around V838 Monocerotis , < http://www.spacetelescope.org/videos/heic0617a/ > . Preluat la 27 ianuarie 2017. Arhivat la 2 februarie 2017 la Wayback Machine 
  7. ↑ 1 2 Hubble urmărește ecoul luminii de la o stea misterioasă în erupție . Agenția Spațială Europeană (26 martie 2007). Preluat la 11 august 2010. Arhivat din original la 6 mai 2012.  (Engleză)
  8. ↑ Kervella, Pierre. Ecourile luminoase șoptesc distanța până la o stea (link inaccesibil) . Arhivat din original pe 6 mai 2012.   (Engleză)
  9. ↑ Chugai N. N. Supernova în Marele Nor Magellanic // Pământul și Universul . - M . : Nauka , 1989. - Nr 2 . - S. 22-30 .
  10. ↑ 1 2 Semeniuk, Ivan. „Ecouurile” supernovei sunt o fereastră către trecutul galaxiei,Un nou om de știință . 24 ianuarie 2008. Preluat la 4 octombrie 2017. Arhivat din original la 6 mai 2012.  (Engleză)
  11. ↑ Supernova lui Tycho Brahe din 1572 ca o explozie standard de tip Ia dezvăluită din spectrul său de ecou luminos . arXiv.org (28 octombrie 2008). Preluat la 7 iulie 2020. Arhivat din original la 24 octombrie 2020.  (Engleză)
  12. ↑ Wheeler, J. Craig; Maund, Justyn R.; Couch, Sean M. „The Shape of Cas A” Arhivat la 27 septembrie 2019 la Wayback Machine , Astrophysical Journal (arhivat la arXiv.org ) 25 noiembrie 2007 
  13. ↑ Rest, A. et al. Confirmarea directă a asimetriei exploziei Cas A SN cu ecouri luminoase   : jurnal . - ArXiv.org , 2010.  (engleză)

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii