Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Отраженный свет, идущий по пути B, приходит вскоре после прямой вспышки по пути A, но до того, как свет следует по пути C. B и C находятся на таком же видимом расстоянии от звезды, что и с Земли .

Световое эхо является физическое явление , вызванное света отражается от поверхности на расстоянии от источника, и прибывающих на наблюдателя с задержкой относительно этого расстояния. Явление аналогично к эху от звука , но из - за гораздо быстрее скорости света , это в основном только сам манифесты над астрономическими расстояниями.

Например, световое эхо возникает, когда внезапная вспышка новой звезды отражается от облака космической пыли и достигает наблюдателя через более длительный период времени, чем это было бы в противном случае при прямом пути. Из - за их геометрии , световые эхо - сигналы могут производить иллюзию о сверхсветовой движения . [1]

Объяснение [ править ]

Расстояние, пройденное от одного фокуса к другому через некоторую точку эллипса, одинаково независимо от выбранной точки.

Световое эхо возникает, когда первоначальная вспышка от быстро яркого объекта, такого как новая звезда , отражается от промежуточной межзвездной пыли, которая может находиться или не находиться в непосредственной близости от источника света. Свет от начальной вспышки достигает зрителя первым, тогда как свет, отраженный от пыли или других объектов между источником и наблюдателем, начинает приходить вскоре после этого. Поскольку этот свет двигался только вперед и от звезды, он создает иллюзию эха, расширяющегося быстрее скорости света . [2]

На первой иллюстрации выше свет, идущий по пути A, излучается от исходного источника и первым достигает наблюдателя. Свет, который следует по пути B, отражается от части газового облака в точке между источником и наблюдателем, а свет, следующий по пути C, отражается от части газового облака, перпендикулярной прямому пути. Хотя свет, идущий по путям B и C, кажется, исходит из одной и той же точки неба к наблюдателю, на самом деле B находится значительно ближе. В результате, эхо события в равномерно распределенном (сферическом) облаке, например, будет казаться наблюдателю расширяющимся со скоростью, приближающейся или превышающей скорость света, потому что наблюдатель может предположить, что свет от B на самом деле является свет от C.

Все отраженные световые лучи, которые исходят от вспышки и вместе достигают Земли, пройдут одинаковое расстояние. Когда лучи света отражаются, возможные пути между источником и Землей, которые прибывают в одно и то же время, соответствуют отражениям на эллипсоиде , где источник вспышки и Земля являются двумя ее фокусами (см. Анимацию справа) . Этот эллипсоид со временем естественным образом расширяется.

Примеры [ править ]

V838 Monocerotis [ править ]

Изображения, показывающие расширение светового эха V838 Monocerotis . Предоставлено: НАСА / ЕКА .

Переменная звезда V838 Monocerotis испытала значительную вспышку в 2002 году, наблюдаемую космическим телескопом Хаббла . Вспышка оказалась неожиданной для наблюдателей, когда объект, казалось, расширился со скоростью, намного превышающей скорость света, когда он увеличился с видимого визуального размера от 4 до 7 световых лет за считанные месяцы. [2] [3]

Сверхновые [ править ]

Используя световое эхо, иногда можно увидеть слабые отражения исторических сверхновых звезд . Астрономы вычислить эллипсоид , который имеет Землю и остаток сверхновой в его координационными для того , чтобы обнаружить облака пыли и газа на его границе. Идентификация может быть произведена путем кропотливого сравнения фотографий, сделанных с разницей в несколько месяцев или лет, и выявления изменений в световой ряби в межзвездной среде. Анализируя спектрыВ отраженном свете астрономы могут различать химические признаки сверхновых, свет которых достиг Земли задолго до изобретения телескопа, и сравнивать взрыв с его остатками, которым могут быть столетия или тысячелетия. Первый зарегистрированный случай такого эха был в 1936 году, но подробно он не изучался. [3]

Примером может служить сверхновая SN 1987A , ближайшая сверхновая в наше время. Его световые эхо помогли составить карту морфологии в непосредственной близости [4], а также охарактеризовать пылевые облака, расположенные дальше, но близко к лучу зрения с Земли. [5]

Другой пример - сверхновая SN 1572, наблюдаемая на Земле в 1572 году, где в 2008 году слабое световое эхо было замечено на пыли в северной части Млечного Пути . [6] [7]

Световые эхо - сигналы также были использованы для изучения сверхновой , который произвел остаток сверхновой Кассиопея A . [6] Свет от Кассиопеи А был бы виден на Земле около 1660 года, но остался незамеченным, вероятно, потому, что пыль закрывала прямой обзор. Отражения с разных сторон позволяют астрономам определить, была ли сверхновая асимметричной и светила ли в одних направлениях ярче, чем в других. Предполагается, что прародитель Кассиопеи А асимметричен, [8] и изучение светового эха Кассиопеи А позволило впервые обнаружить асимметрию сверхновой в 2010 году [9].

Еще один пример - сверхновые SN 1993J [10] и SN 2014J . [11]

Цефеиды [ править ]

Эхо света , обнаруживаемое посредством ESO «s VLT Survey Telescope. [12]

Световое эхо использовалось для определения расстояния до переменной цефеид RS Puppis с точностью до 1%. Пьер Кавелла из Европейской южной обсерватории описал это измерение как «наиболее точное расстояние до цефеиды». [13]

Нова Персей 1901 [ править ]

В 1939 году французский астроном Поль Кудерк опубликовал исследование под названием «Les Auréoles Lumineuses des Novae» (Светящиеся гало новых звезд). [14] В рамках этого исследования Кудерк опубликовал вывод местоположения эхо-сигналов и временных задержек в параболоиде, а не в эллипсоиде, приближении бесконечного расстояния. [14] Однако в своем исследовании 1961 года Ю.К. Гулак подверг сомнению теории Кудерка: «Показано, что есть существенная ошибка в доказательстве, согласно которому Кудерк предположил возможность расширения яркого кольца (туманности) вокруг Новой Персеи 1901 года с помощью скорость превышает скорость света ". [15]Он продолжает: «Сравнение полученных автором формул с выводами и формулами Кудерка показывает, что совпадение параллакса, вычисленного по схеме Кудрека, с параллаксами, полученными другими методами, могло быть случайным». [15]

Свет квазара и эхо ионизации [ править ]

Изображение NGC 5972 , полученное космическим телескопом Хаббла , эхо ионизации квазара.

В течение последнего десятилетия были исследованы объекты, известные как квазарное световое эхо или квазарное ионизационное эхо. [16] [17] [18] [19] [20] [21] Хорошо изученным примером светового эха квазара является объект, известный как Voorwerp Ханни (HsV). [22]

HsV полностью состоит из газа, настолько горячего - около 10 000 градусов Цельсия, - что астрономы сочли, что его нужно освещать чем-то мощным. [23] После нескольких исследований светового и ионизационного эхо-сигналов было решено, что они, вероятно, вызваны «эхом» ранее активного AGN , которое отключилось. Кевин Шавински , соучредитель веб-сайта Galaxy Zoo , заявил: «Мы думаем, что в недавнем прошлом в галактике IC 2497 находился чрезвычайно яркий квазар. Из-за огромных размеров галактики и Вурверпена свет из того прошлого все еще освещает близлежащий Вурверп, даже несмотря на то, что квазар отключился где-то за последние 100 000 лет, а сама черная дыра галактики затихла ». [23] Крис Линтотт , также соучредитель Galaxy Zoo, заявил: «С точки зрения Вурверпена, галактика выглядит такой же яркой, как и до того, как черная дыра отключилась - это световое эхо, которое было заморожено во времени для нам наблюдать ". [23] Анализ HsV, в свою очередь, привел к изучению объектов, названных галактиками Voorwerpjes и Green bean .

См. Также [ править ]

  • Черенковское излучение
  • Гражданская наука
  • Zooniverse

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бонд, HE; и другие. (2003). «Энергичная звездная вспышка, сопровождаемая околозвездным световым эхом». Природа . 422 (6930): 405–408. arXiv : astro-ph / 0303513 . Bibcode : 2003Natur.422..405B . DOI : 10,1038 / природа01508 . PMID 12660776 . 
  2. ^ a b Britt, RR; Бонд, Х. (26 марта 2003 г.). "Таинственный взрыв Хаббла Хроники с" сногсшибательными "изображениями" . Space.com . Архивировано из оригинала на 2006-11-25 . Проверено 17 апреля 2007 .
  3. ^ a b «Хаббл наблюдает за световым эхом таинственной извергающейся звезды» . Европейское космическое агентство . 26 марта 2007 . Проверено 15 мая 2017 .
  4. ^ Sugerman, BEK; Crotts, APS; Kunkel, WE; Хиткот, SR; Лоуренс, СС (2005). «Новый взгляд на околозвездную среду SN 1987A» . Астрофизический журнал . 627 (2): 888–903. arXiv : astro-ph / 0502268 . Bibcode : 2005ApJ ... 627..888S . DOI : 10.1086 / 430396 .
  5. ^ Малин, Д. "Световое эхо сверхновой 1987A, AAT 66" . Австралийская астрономическая обсерватория .
  6. ^ а б Семенюк И. (23 января 2008 г.). «Эхо сверхновой звезды - это окно в прошлое галактики» . Новый ученый . Проверено 15 мая 2017 .
  7. ^ Krause, O .; Tanaka, M .; Усуда, Т .; Hattori, T .; Гото, М .; Birkmann, S .; Номото, К. (2008). «Сверхновая Тихо Браге 1572 года как стандартный взрыв типа Ia, выявленная по ее световому эхо-спектру». Природа . 456 (7222): 617–619. arXiv : 0810.5106 . Bibcode : 2008Natur.456..617K . DOI : 10,1038 / природа07608 . PMID 19052622 . 
  8. ^ Уиллер, JC; Маунд, младший; Диван, С.М. (2007). «Форма Cas A» . Астрофизический журнал . 677 (2): 1091–1099. arXiv : 0711.3925 . Bibcode : 2008ApJ ... 677.1091W . DOI : 10.1086 / 528366 .
  9. ^ Отдых, A .; и другие. (2011). «Прямое подтверждение асимметрии взрыва Cas A SN со световым эхом» . Астрофизический журнал . 732 : 3. arXiv : 1003.5660 . Bibcode : 2011ApJ ... 732 .... 3R . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 732/1/3 .
  10. ^ Sugerman, B .; Кроттс, А. (2002). "Множественные световые эхо от сверхновой звезды 1993J" . Письма в астрофизический журнал . 581 (2): L97. arXiv : astro-ph / 0207497 . Bibcode : 2002ApJ ... 581L..97S . DOI : 10.1086 / 346016 .
  11. ^ Crotts, A. (2015). «Световое эхо от сверхновой звезды 2014J в M82» . Письма в астрофизический журнал . 804 (2): L37. arXiv : 1409,8671 . Bibcode : 2015ApJ ... 804L..37C . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 804/2 / L37 .
  12. ^ "Эхо света" . www.eso.org . Проверено 2 апреля 2018 .
  13. ^ "Световое эхо нашептывает расстояние до звезды" (пресс-релиз). Европейская южная обсерватория . 11 февраля 2008 . Проверено 18 октября 2015 .
  14. ^ a b Couderc, P. (1939). "Les Auréoles Lumineuses des Novae". Annales d'Astrophysique . 2 : 271–302. Bibcode : 1939AnAp .... 2..271C .
  15. ^ а б Гулак Ю.К. (1961). "Замечания к объяснению распространения световой волны вокруг Новой Персеи 1901". Советская астрономия . 4 : 653. Bibcode : 1961SvA ..... 4..653G .
  16. ^ Линтотт, CJ; и другие. (2009). «Галактический зоопарк:« Ворверпен Ханни », световое эхо квазара?» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 399 (1): 129–140. arXiv : 0906.5304 . Bibcode : 2009MNRAS.399..129L . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2009.15299.x .
  17. ^ Киль, WC; и другие. (2015). "HST-изображение исчезающих кандидатов в AGN. I. Свойства родительской галактики и происхождение расширенного газа" . Астрономический журнал . 149 (5): 23. arXiv : 1408.5159 . Bibcode : 2015AJ .... 149..155K . DOI : 10,1088 / 0004-6256 / 149/5/155 .
  18. ^ Ширмер, М .; Diaz, R .; Holhjem, K .; Левенсон, Н. А.; К. Виндж, К. (2013). "Образец галактик Сейферта-2 со сверхъестественными узкими областями всей галактики: квазарное световое эхо?" . Астрофизический журнал . 763 (1): 19. arXiv : 1211.7098 . Bibcode : 2013ApJ ... 763 ... 60С . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 763/1/60 .
  19. ^ Дэвис, RL; Schirmer, M .; Тернер, JEH (2015). "Галактика" Зеленая фасоль "SDSS J224024.1–092748: Распознавание эмиссионной сигнатуры квазарного ионизационного эха" . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 449 (2): 1731–1752. arXiv : 1502.07754 . Bibcode : 2015MNRAS.449.1731D . DOI : 10.1093 / MNRAS / stv343 .
  20. ^ Ширмер, М .; и другие. (2016). «Об эхосигналах ионизации AGN, тепловых эхо-сигналах и дефиците ионизации в каплях Лайман-альфа с низким красным смещением» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 463 (2): 1554–1586. arXiv : 1607.06481 . Bibcode : 2016MNRAS.463.1554S . DOI : 10.1093 / MNRAS / stw1819 .
  21. ^ Schweizer, F .; Seitzer, P .; Kelson, D .; Вильянуэва, Э .; Уолт, Г. (2013). «Туманность [O III] остатка слияния NGC 7252: вероятно слабое ионизационное эхо» . Астрофизический журнал . 773 (2): 19. arXiv : 1307.2233 . Bibcode : 2013ApJ ... 773..148S . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 773/2/148 .
  22. Перейти ↑ Rincon, P. (5 августа 2008 г.). «Учитель находит новый космический объект» . BBC News . Проверено 22 сентября 2016 .
  23. ^ Б с « „ Космический призрак“обнаружен добровольца астронома» . Phys.org . 5 августа 2008 . Проверено 22 сентября 2016 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Присоединяйтесь к охоте за световым эхом от сверхновой звезды - анимация эллипсоида отражения
  • Проект СуперМАХО