Регистрация «эха» в далеких галактиках помогает выяснять космические расстояния
Регистрация «эха» в далеких галактиках помогает выяснять космические расстояния
Для измерения космических расстояний наиболее известным является метод, основанный на наблюдениях сверхновых типа Ia, которые имеют примерно одинаковую светимость, а потому чем они ярче на небе, тем ближе находятся к Земле. Однако в новой работе исследователи обращают внимание на альтернативный способ измерения космических расстояний, основанный на измерениях параметров систем сверхмассивных черных дыр (СМЧД). В этом исследовании на базе обширного набора данных производится тестирование этого метода, отмечаются его достоинства и перспективы, а также проблемные места метода и направления его возможной доработки.
В своей работе Цянь Ян (Qian Yang) из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, США, вместе с коллегами используют метод, называемый «регистрацией эхо» (echo mapping), чтобы с его помощью измерять светимость дисков вокруг черных дыр в более чем 500 галактиках.
Процесс «регистрации эхо», также известный как процесс «регистрации реверберации» (reverberation mapping), начинается с того, что диск раскаленной плазмы, окружающий черную дыру, становится ярче, подчас даже разражаясь короткими вспышками видимого света. Этот свет начинает удаляться от диска и в конечном счете врезается в космическую структуру, весьма характерную для большинства систем СМЧД: гигантское пылевое облако в форме пончика, или тора. Вместе диск и тор формируют структуру, напоминающую мишень для стрельбы, в центре которой лежит диск, а крайним внешним кольцом из набора концентрических колец, образующих мишень, является внутренняя часть тора. Когда вспышка света, испускаемого аккреционным диском, достигает внутренней части тора, пыль, входящая в состав вещества тора, нагревается и излучает в инфракрасном диапазоне. Регистрация этого «эхо» на торе через некоторое время после исходной вспышки на аккреционном диске позволяет оценить расстояние между диском и тором, которое, в свою очередь, дает возможность оценить истинную светимость аккреционного диска, а затем – расстояние до Земли, указывают авторы.
Свет от внешнего края аккреционного диска до внутреннего края газопылевого тора в системе СМЧД может идти в течение нескольких месяцев или даже лет, поэтому для определения космических расстояний этим методом требуются наблюдения на протяжении продолжительного периода времени. В своей работе Ян и его коллеги использовали данные, собранные при помощи спутника Near Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) в период между 2010 и 2019 гг.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.
