p Quando olhamos para o espaço, estamos olhando para trás no tempo. Isso porque a luz se move na velocidade da luz. Leva tempo para a luz chegar até nós. p Mas fica ainda mais estranho do que isso. A luz pode ser absorvida, refletido, e reemitidos por gás e poeira, nos dando uma segunda olhada.

p Eles são chamados de ecos de luz, e eles permitem aos astrônomos outra maneira de entender o universo ao nosso redor.

p Todos estamos familiarizados com a ideia de um eco. O som viaja pelo ar, reflete em um objeto distante e retorna. Você ouve o som original, e então o som refletido. E a partir desse reflexo, você pode aprender sobre a superfície refletora. É perto ou longe? Do que é feito?

p Isso porque o som se move a uma velocidade de aproximadamente 343 metros por segundo. Luz, por outro lado, se move a uma velocidade de quase 300, 000 km / s - rápido demais para seus olhos verem o reflexo, mas no espaço, onde os objetos podem ter muitos anos-luz de diâmetro, os astrônomos podem ver esferas de luz movendo-se através de nuvens de gás e poeira como ecos de explosões poderosas e supernovas.

p O melhor exemplo de eco de luz é o radar, usado para rebater sinais de rádio em objetos para mapeá-los. Um radar consiste em um transmissor para enviar os sinais, e um receptor para capturá-los novamente.

p Já que você sabe o quão rápido a luz se move, você pode detectar o pulso do rádio ricocheteando em objetos e usar essa figura para descobrir a que distância tudo está de você.

p Aqui na Terra, radar é usado para navegação de barco e avião, bem como rastreamento do tempo.

p Mas os astrônomos usam o radar para encontrar as distâncias aos planetas e mapear as superfícies dos asteróides. Por exemplo, quando o asteróide 3200 Phaethon aproximou-se mais da Terra em dezembro de 2017, o observatório de rádio de Arecibo coletou imagens de sua superfície.

p As ondas de rádio são a forma perfeita de radiação eletromagnética para detectar reflexos. Quando a luz é refletida em um objeto distante, já está muito fraco, e torna-se mais fraco à medida que retorna.

p Mas os lasers também foram usados ​​para medir a distância até a lua. Quando os astronautas pousaram na lua durante as missões Apollo, eles colocaram retrorefletores especiais na superfície. Os cientistas na Terra podem disparar um laser poderoso contra os refletores e detectar a luz refletida conforme ela retorna. Mais uma vez, sabendo a velocidade que a luz está viajando, eles podem calcular a distância até a lua vendo quanto tempo leva para a luz do laser refletida retornar à Terra.

p Mas para realmente aproveitar as vantagens da luz refletida, você precisa ir muito mais brilhante. Gostar, a produção de energia de uma estrela recém-formada, uma estrela explodindo, ou um buraco negro supermassivo de alimentação ativa.

p A natureza está liberando radiação eletromagnética o tempo todo na forma de luz visível, radiação infravermelha e ondas de rádio. E os astrônomos descobriram maneiras de ver a luz refletida para fazer descobertas sobre o universo.

p Uma imagem com a qual você deve estar familiarizado é a estrela V838 Monocerotis, localizado a cerca de 20, 000 anos-luz de distância. Os astrônomos ainda estão tentando descobrir por que, mas por algum motivo, em 2002, as camadas externas da supergigante vermelha se expandiram bastante, tornando-a a estrela mais brilhante de toda a Via Láctea - ofuscando o sol por um fator de 600, 000. Foi como um flash disparando repentinamente em uma sala escura.

p Não era uma nova, em que o material se amontoa na superfície de uma anã branca. E não era uma supernova, em que uma estrela massiva detona no final de sua vida. Foi outra coisa.

p Tão rapidamente quanto o V838 clareou, ele desapareceu. Mas o efeito posterior desse flash foi visível por quase duas décadas após o evento.

p Veja esta animação, composto de observações separadas do V838 ao longo de vários anos. Isto não é uma explosão, é a luz se movendo em uma esfera através do gás interestelar e da poeira ao redor da estrela. À medida que passa pela poeira, ele se espalha e leva uma jornada mais longa para chegar à Terra.

p Este eco de luz permitiu aos astrônomos estudar a natureza da poeira, que poderia ter sido jogado fora pela estrela há muito tempo, mas não era visível para os astrônomos sem esta lanterna fornecida pela estrela.

p Astrônomos usaram ecos de luz para estudar a formação de planetas ao redor de uma jovem estrela. O Telescópio Espacial Spitzer da NASA e quatro observatórios terrestres foram usados ​​para medir o tamanho da lacuna ao redor de uma estrela recém-formada em seu disco protoplanetário.

p A estrela é chamada YLW 16B, e está localizado a cerca de 400 anos-luz da Terra. Tem quase a mesma massa do sol, mas tem apenas 1 milhão de anos - apenas um bebê.

p Mesmo nesses observatórios poderosos, a lacuna protoplanetária é muito pequena para ser medida diretamente. Em vez de, eles usaram ecos de luz para chegar ao tamanho.

p Estrelas jovens variam em brilho, mudando a quantidade de luz que eles emitem a cada dia. O material sai do disco protoplanetário, fica preso nas linhas do campo magnético da estrela, e então cai na estrela, iluminando-o.

p Conforme a estrela muda de brilho, parte dessa luz extra atinge o disco planetário, criando um eco que os astrônomos podem detectar. Como eles sabem o quão rápido a luz está indo, eles podem calcular quanto tempo leva para o brilho chegar ao disco, e quão grande é a lacuna.

p A luz leva 74 segundos para alcançar a lacuna, o que significa que é 0,08 unidades astronômicas, ou 12 milhões de quilômetros de distância da estrela. Apenas para comparação, a distância do Sol a Mercúrio é de cerca de 60 milhões de quilômetros.

p Recentemente, astrônomos usaram ecos de luz para estudar o ambiente ao redor de um buraco negro de massa estelar. Eles usaram a carga útil do Neutron Star Interior Composition Explorer (ou NICER) na Estação Espacial Internacional. Este instrumento foi capaz de detectar as emissões de raios-X de um buraco negro recém-descoberto chamado J1820, que estava se alimentando de uma estrela companheira.

p O buraco negro está localizado a cerca de 10, 000 anos-luz de distância, na constelação de Leão, e foi descoberto pela missão Gaia da Agência Espacial Europeia.

p Em 11 de março, 2018, o buraco negro de repente explodiu, tornando-se um dos objetos mais brilhantes no céu de raios-X. Claro, não foi o próprio buraco negro que explodiu, era o disco de acreção que circunda o buraco negro, composto de material roubado de sua estrela companheira.

p Este material está girando, aquecido pela intensa pressão e magnetismo do meio ambiente. Isso gera radiação de raios-X. É cercado por uma coroa, uma região de partículas subatômicas aquecida a 1 bilhão de graus Celsius.

p Uma instabilidade no disco pode causar um colapso, como uma avalanche caindo de uma montanha, liberando uma explosão de radiação. É essa borda interna do disco de acreção que os astrônomos queriam estudar. Mais uma vez, você tem uma fonte de iluminação, a erupção causada por um colapso do disco. Isso libera raios-X em todas as direções, mas os raios X também passam pelo disco, refletindo de volta para nós em diferentes comprimentos de onda e intensidades.

p Os astrônomos foram capazes de ver que a lacuna entre o buraco negro e seu disco de acreção não parece mudar durante um desses eventos de erupção, mas a coroa circundante muda dramaticamente, diminuindo indo de 160 km para 16 km.

p Em janeiro de 2014, astrônomos descobriram uma nova supernova na galáxia M82. Conhecido como SN 2014J, esta era uma supernova Tipo 1a, em que uma anã branca rouba material de uma estrela companheira. Quando atinge cerca de 1,4 vezes a massa do sol, ele explode - claramente visível a milhões de anos-luz de distância.

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p A apenas 11 milhões de anos-luz de distância, esta foi a supernova Tipo 1a mais próxima que os astrônomos viram em 40 anos, e foi a oportunidade perfeita para estudar com o Telescópio Espacial Hubble.

p Hubble observou a região 10 meses após a explosão da supernova, e novamente dois anos depois. E você pode ver claramente a radiação da explosão se movendo através do material ao redor, iluminando-o à velocidade da luz.

p Os astrônomos estimam que esta região de gás e poeira se estende por cerca de 300 a 1, 600 anos-luz ao redor da estrela morta, e é iluminado um ano-luz por ano pela luz refletida da explosão da supernova.

p Na verdade, astrônomos já viram isso acontecer mais de 15 vezes, mas esta foi a resolução mais próxima e, portanto, a mais alta que eles já puderam ver.

p Vamos aumentar. Considere o caso de uma colisão observada entre galáxias em processo de fusão. A galáxia maior, ShaSS 073, tem um buraco negro supermassivo de alimentação ativa em seu núcleo, o que o torna incrivelmente brilhante. A galáxia menos massiva é chamada ShaSS 622.

p A radiação está saindo do disco de acreção ao redor do buraco negro supermassivo e bombardeando a galáxia menor, fazendo com que brilhe ao absorver e reemitir a luz. É um pequeno ponto na imagem a seguir, mas é 1,8 bilhão de anos-luz quadrados no espaço.

p Mas aqui está a parte estranha:de acordo com seus cálculos, astrônomos descobriram que não é radiação suficiente para fazê-la brilhar tão intensamente. Em vez de, o surto aconteceu em 30, 000 anos antes, quando o núcleo da galáxia era muito mais brilhante, e eles estão vendo apenas a luz refletida agora.

p O fato de a luz se mover a uma velocidade constante é extremamente útil para explorar o universo, mesmo quando ecoa.