Eco de luz

El eco de luz  es un fenómeno observado en astronomía . Por analogía con un eco de sonido , un eco de luz ocurre cuando hay un repentino destello de luz (como una nova ) cuando la luz se refleja en objetos fuera de la fuente y llega al observador algún tiempo después del destello inicial. Debido a las peculiaridades de la geometría del fenómeno, el eco de la luz puede dar lugar a la ilusión de que la luz llega al observador a una velocidad superlumínica [1] .

Explicación

Un eco de luz es el resultado de la luz del flash de un objeto que se refleja en las nubes de polvo interestelar . La luz del destello inicial llega primero al observador, mientras que la luz reflejada por el polvo y otros objetos alrededor de la fuente comienza a llegar un poco más tarde. Cuanto más lejos estén las partículas de polvo iluminadas por el flash, más tarde llegarán los fotones al observador. Este retraso crea la apariencia de una expansión de la nube de polvo. En este caso, en el plano del observador, el “movimiento” de una nube de polvo será visible a una velocidad muy alta (a menudo con una velocidad superlumínica) [2] .

En la figura de la derecha, la luz que viaja a lo largo del camino A llega primero desde la fuente al observador. La luz que viaja a lo largo del camino B se refleja desde la parte de la nube de gas en el punto entre la fuente y el observador, y la luz que viaja a lo largo del camino C se refleja desde la parte de la nube de gas perpendicular al camino A. Aunque la luz viajando a lo largo de los caminos B y C, ya que el observador viene del mismo punto en el cielo, el camino B es en realidad mucho más corto. Como resultado, la nube de polvo, según el observador, se expande mucho más rápido que la velocidad de la luz.

Dado que la velocidad de la luz es constante, toda la luz que proviene del flash al mismo tiempo debe viajar la misma distancia. Cuando se refleja un haz de luz, los caminos posibles entre la fuente y el observador corresponden a reflexiones sobre un elipsoide , en el que el observador y la fuente están en los focos del elipsoide (ver animación a la derecha). Este elipsoide se expande naturalmente con el tiempo.

El eco de luz de las supernovas se puede utilizar como regla estándar para determinar distancias en el Universo [3] [4] .

Ejemplos

La estrella variable V838 Monocerotis experimentó estallidos significativos que fueron observados por el Telescopio Espacial Hubble en 2002. La explosión fue una sorpresa para los observadores cuando el objeto se expandió a una velocidad mucho mayor que la de la luz, ya que el caparazón aumentó su tamaño aparente de 4 a 7 años luz en cuestión de meses [2] . De hecho, nada se mueve en ninguna parte: la luz solo revela capas de polvo hasta ahora invisibles que la estrella formó antes de tiempo. La expansión del eco de luz continuó hasta 2010 [7] .

El eco de luz se usó para determinar la distancia a la variable cefeida RS Puppis dentro del 1% de su valor real. Según los autores del artículo en el que se presentan los resultados de [8] , esta distancia es la distancia medida más precisa a la Cefeida. Se observó un ligero eco de la supernova moderna SN 1987A [9] :29 , una de las explosiones de supernova más cercanas a la época moderna. El primer caso registrado de un eco de luz fue en 1936 [7] , pero no ha sido estudiado en detalle.

Al calcular el elipsoide en el que la Tierra y el remanente de supernova están enfocados, y al encontrar los lugares donde se cruza con el elipsoide de la nube de polvo y gas, a veces se pueden ver débiles reflejos de supernovas históricas. Utilizando ecos de luz, los astrónomos pueden analizar el espectro de supernovas cuya luz llegó a la Tierra mucho antes de la invención del telescopio , hace muchos siglos o milenios. Un ejemplo es la explosión de supernova SN 1572 , observada en la Tierra en 1572. En 2008, se vio un débil eco de luz sobre el polvo en la parte norte de la Vía Láctea [10] [11] . Los ecos de luz se pueden determinar comparando fotografías de nubes de gas y polvo tomadas con meses o años de diferencia. Las ondas del eco de luz en forma de parches de cambio de brillo atravesarán las nubes de polvo. Si se desconoce la fuente de la luz, algunas de estas observaciones pueden ayudar a reconstruir el elipsoide, permitiendo a los astrónomos determinar el origen del destello de luz.

El eco de luz se ha utilizado para estudiar las supernovas que llevaron a la formación del remanente de supernova Cassiopeia A [10] . La luz de Cassiopeia A llegó a la Tierra alrededor de 1660 pero pasó desapercibida, posiblemente porque las nubes de polvo estaban en la línea de visión y absorbieron la luz. Los estudios de la luz reflejada desde diferentes direcciones permiten a los astrónomos determinar si una supernova era asimétrica en algunas direcciones o no. Se sospechaba que el progenitor de Cassiopeia A tenía asimetría [12] , y el estudio de la luz de los restos de Cassiopeia A hizo posible en 2010 realizar la primera detección de asimetría en una explosión de supernova [13] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Bonos, Howard E.; Henden, Arne; Levay, Zoltan G.; Panagia, Niño; Chispas, William B.; Starfield, Sumner; Wagner, R. Marcos; Corradi, RLM; W. Munari . Un estallido estelar enérgico acompañado de ecos de luz circunestelares  // Nature  :  journal. - 2003. - 27 de marzo ( vol. 422 , no. 6930 ). - Pág. 405-408 . -doi : 10.1038/ naturaleza01508 . — . — arXiv : astro-ph/0303513 . —PMID 12660776 .  (Inglés)
  2. ↑ 1 2 Britt, Robert Roy; Bond, Howard. Hubble relata el misterioso arrebato con imágenes 'deslumbrantes' . Space.com (27 de marzo de 2003). Archivado desde el original el 10 de abril de 2003.  (Inglés)
  3. ↑ N. Wright, Cartilla de distancias. G. Distancia del eco de la luz . Consultado el 10 de enero de 2014. Archivado desde el original el 21 de enero de 2013.
  4. ↑ A. I. Dyachenko, Cuando el secreto se vuelve claro: el fenómeno del eco de la luz . Consultado el 11 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 31 de enero de 2009.
  5. ↑ Un eco de luz . www.eso.org . Consultado el 2 de abril de 2018. Archivado desde el original el 2 de abril de 2018.
  6. ↑ [email protected], La evolución del eco de luz alrededor de V838 Monocerotis , < http://www.spacetelescope.org/videos/heic0617a/ > . Consultado el 27 de enero de 2017. Archivado el 2 de febrero de 2017 en Wayback Machine . 
  7. ↑ 1 2 El Hubble observa el eco de la luz de una misteriosa estrella en erupción . Agencia Espacial Europea (26 de marzo de 2007). Consultado el 11 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 6 de mayo de 2012.  (Inglés)
  8. ↑ Kervella, Pierre. Los ecos de luz susurran la distancia a una estrella (enlace inalcanzable) . Archivado desde el original el 6 de mayo de 2012.   (Inglés)
  9. ↑ Chugai N. N. Supernova en la Gran Nube de Magallanes // La Tierra y el Universo . - M. : Nauka , 1989. - Nº 2 . - S. 22-30 .
  10. ↑ 1 2 Semeniuk, Iván. Los 'ecos' de supernova son una ventana al pasado de la galaxia,Nuevo Científico . 24 de enero de 2008. Consultado el 4 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 6 de mayo de 2012.  (Inglés)
  11. ↑ La supernova de Tycho Brahe de 1572 como una explosión tipo Ia estándar revelada a partir de su espectro de eco de luz . arXiv.org (28 de octubre de 2008). Consultado el 7 de julio de 2020. Archivado desde el original el 24 de octubre de 2020.  (Inglés)
  12. ↑ Wheeler, J. Craig; Maund, Justyn R.; Couch, Sean M. "The Shape of Cas A" Archivado el 27 de septiembre de 2019 en Wayback Machine , Astrophysical Journal (archivado en arXiv.org ) el 25 de noviembre de 2007 
  13. ↑ Resto, A. et al. Confirmación directa de la asimetría de la explosión Cas A SN con ecos de luz   : diario . - ArXiv.org , 2010.  (Inglés)

Enlaces

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