Fény visszhangja

A fényvisszhang a csillagászatban  megfigyelhető jelenség . A hangvisszhang analógiájára fényvisszhang akkor lép fel, amikor hirtelen felvillan a fény (például nova ) , amikor a fény visszaverődik a forráson kívüli tárgyakról, és a kezdeti villanás után valamivel megérkezik a megfigyelőhöz. A jelenség geometriájának sajátosságai miatt a fényvisszhang azt az illúziót keltheti, hogy a fény szuperluminális sebességgel jut el a megfigyelőhöz [1] .

Magyarázat

A fényvisszhang egy objektum villanófényének eredménye, amely a csillagközi porfelhőkről verődik vissza . A kezdeti villanás fénye először a megfigyelőhöz érkezik, míg a porról és a forrás körüli egyéb tárgyakról visszaverődő fény valamivel később kezd megérkezni. Minél távolabb vannak a villanással megvilágított porszemcsék, annál később érnek el a fotonok a megfigyelőhöz. Ez a késleltetés a porfelhő tágulásának látszatát kelti. Ebben az esetben a megfigyelő síkjában egy porfelhő „mozgása” nagyon nagy sebességgel (gyakran szuperluminális sebességgel) lesz látható [2] .

A jobb oldali ábrán az A úton haladó fény először érkezik a forrástól a megfigyelőhöz. A B útvonalon haladó fény a gázfelhőnek a forrás és a megfigyelő közötti pontról, a C útvonalon haladó fény pedig a gázfelhőnek az A útvonalra merőleges részéről verődik vissza. Bár a fény A B és C útvonalon haladva, mivel a megfigyelő ugyanarról a pontról érkezik az égbolton, a B út valójában sokkal rövidebb. Ennek eredményeként a porfelhő a megfigyelő szerint sokkal gyorsabban tágul, mint a fénysebesség.

Mivel a fénysebesség állandó, a vakuból egyidejűleg érkező összes fénynek azonos távolságot kell megtennie. Amikor egy fénysugár visszaverődik, a forrás és a megfigyelő közötti lehetséges utak egy ellipszoidon való visszaverődésnek felelnek meg , amelyben a megfigyelő és a forrás az ellipszoid fókuszában van (lásd az animációt a jobb oldalon). Ez az ellipszoid idővel természetesen tágul.

A szupernóvák fényvisszhangja szabványos vonalzóként használható a távolságok meghatározásában az Univerzumban [3] [4] .

Példák

A V838 Monocerotis változócsillag jelentős kitöréseket tapasztalt, amelyeket a Hubble Űrteleszkóp figyelt meg 2002-ben. A robbanás meglepetésként érte a megfigyelőket, amikor az objektum a fénysebességnél sokkal gyorsabban tágult, mivel a héj látszólagos mérete 4-ről 7 fényévre nőtt néhány hónap alatt [2] . Valójában semmi sem mozdul sehol – a fény csak addig láthatatlan porhéjakat tár fel, amelyeket a csillag idő előtt alkotott. A fényvisszhang terjedése 2010-ig folytatódott [7] .

A fényvisszhangot használták a Cepheid RS Puppis változótól való távolság meghatározására a valódi érték 1%-án belül. A [8] eredményeit ismertető cikk szerzői szerint ez a távolság a legpontosabban mért távolság a kefeidától. Fényvisszhangot figyeltek meg az SN 1987A [9] :29 jelű modern szupernóváról , amely az egyik legközelebbi szupernóva-robbanás a modern korszakhoz. Az első feljegyzett eset fényvisszhangról 1936-ban volt [7] , de ezt nem vizsgálták részletesen.

Ha kiszámítjuk azt az ellipszoidot, amelyben a Föld és a szupernóva-maradvány áll a fókuszban, és megtaláljuk azokat a helyeket, ahol ez metszi a por- és gázfelhő ellipszoidját, néha a történelmi szupernóvák halvány tükröződései láthatók. Fényvisszhangok segítségével a csillagászok elemezhetik azoknak a szupernóváknak a spektrumát, amelyek fénye jóval a teleszkóp feltalálása előtt , sok évszázaddal vagy évezreddel ezelőtt elérte a Földet. Ilyen például az SN 1572 szupernóva-robbanás , amelyet 1572-ben figyeltek meg a Földön. 2008-ban halvány visszhangfényt láttak a poron a Tejútrendszer [10] [11] északi részén . A fényvisszhangok meghatározhatók a gáz- és porfelhők hónapok vagy évek közötti különbséggel készült fényképeinek összehasonlításával. A fény visszhangjának hullámai fényességváltozás foltok formájában áthaladnak a porfelhőkön. Ha a fényforrás ismeretlen, néhány ilyen megfigyelés segíthet az ellipszoid rekonstrukciójában, lehetővé téve a csillagászok számára, hogy meghatározzák a fényvillanás eredetét.

A fényvisszhangot a szupernóvák tanulmányozására használták, amelyek a Cassiopeia A szupernóva-maradvány kialakulásához vezettek [10] . A Cassiopeia A fénye 1660 körül érte el a Földet, de észrevétlen maradt, valószínűleg azért, mert porfelhők kerültek a látómezőbe, és elnyelték a fényt. A különböző irányokból visszavert fény vizsgálata lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy megállapítsák, hogy a szupernóva bizonyos irányokban aszimmetrikus volt-e vagy sem. A Cassiopeia A ősét aszimmetriával gyanították [12] , és a Cassiopeia A maradványaiból származó fény tanulmányozása lehetővé tette 2010-ben az aszimmetria első észlelését egy szupernóva-robbanás során [13] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Bond, Howard E.; Henden, Arne; Levay, Zoltán G.; Panagia, Nino; Sparks, William B.; Starrfield, Sumner; Wagner, R. Mark; Corradi, RLM; W. Munari . Energetikus csillagkitörés, körkörös fényvisszhang kíséretében  // Nature  :  Journal. - 2003. - március 27. ( 422. évf. , 6930. sz.). - P. 405-408 . - doi : 10.1038/nature01508 . — . — arXiv : astro-ph/0303513 . — PMID 12660776 .  (Angol)
  2. ↑ 1 2 Britt, Robert Roy; Bond, Howard. A Hubble Chronicles titokzatos kitörése „szemet szúró” képekkel . Space.com (2003. március 27.). Az eredetiből archiválva: 2003. április 10.  (Angol)
  3. ↑ N. Wright, A távolságok alapozója. G. Fényvisszhang távolság . Letöltve: 2014. január 10. Az eredetiből archiválva : 2013. január 21..
  4. ↑ A. I. Djacsenko, Amikor a titok világossá válik - a fényvisszhang jelensége . Letöltve: 2010. augusztus 11. Az eredetiből archiválva : 2009. január 31..
  5. ↑ A fény visszhangja . www.eso.org . Letöltve: 2018. április 2. archiválva az eredetiből: 2018. április 2.
  6. ↑ [email protected], A fényvisszhang evolúciója a V838 Monocerotis körül , < http://www.spacetelescope.org/videos/heic0617a/ > . Letöltve: 2017. január 27. Archiválva : 2017. február 2. a Wayback Machine -nél 
  7. ↑ 1 2 A Hubble figyeli a titokzatos kitörő csillag fényvisszhangját . Európai Űrügynökség (2007. március 26.). Letöltve: 2010. augusztus 11. Az eredetiből archiválva : 2012. május 6..  (Angol)
  8. ↑ Kervella, Pierre. Fényvisszhangok suttogják a távolságot egy csillagtól (elérhetetlen link) . Archiválva az eredetiből 2012. május 6-án.   (Angol)
  9. ↑ Chugai N. N. Szupernóva a Nagy Magellán-felhőben // A Föld és a Világegyetem . - M . : Nauka , 1989. - 2. sz . - S. 22-30 .
  10. ↑ 1 2 Semeniuk, Ivan. A szupernóva „visszhangja” ablak a galaxis múltjába,Új tudós . 2008. január 24. Letöltve: 2017. október 4. Az eredetiből archiválva : 2012. május 6..  (Angol)
  11. ↑ A Tycho Brahe 1572-es szupernóvája, mint szabványos Ia típusú robbanás, kiderült fényvisszhangspektrumából . arXiv.org (2008. október 28.). Letöltve: 2020. július 7. Az eredetiből archiválva : 2020. október 24.  (Angol)
  12. ↑ Wheeler, J. Craig; Maund, Justyn R.; Couch, Sean M. "The Shape of Cas A" archiválva 2019. szeptember 27-én a Wayback Machine -ben, Astrophysical Journal (archivált az arXiv.org oldalon ) 2007. november 25. 
  13. ↑ Rest, A. et al. A Cas A SN robbanás aszimmetriájának közvetlen megerősítése fényvisszhangokkal   : napló . - ArXiv.org , 2010.  (angol)

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák