الإشعاع المنعكس من الثقوب السوداء يكشف عن خصائصها.أصداء الضوء للثقوب السوداء هي الإشارات المتأخرة والمنعكسة للضوء الذي انبعث أصلاً بالقرب من أفق حدث الثقب الأسود. عندما يحدث انفجار من الإشعاع، مثل توهج أو حدث تراكم، بالقرب من ثقب أسود، فإن بعض ذلك الضوء يهرب مباشرة، لكن بعضه ينحني بفعل الجاذبية الشديدة ويمكن أن ينعكس عن المادة المحيطة أو حتى يلتف حول الثقب الأسود قبل أن يصل إلى الراصد. وهذا يخلق سلسلة من 'الأصداء' — نسخ متكررة وأكثر خفوتاً من الإشارة الأصلية تصل مع تأخيرات زمنية. تحمل هذه الأصداء معلومات مفصلة عن كتلة الثقب الأسود ودورانه وهندسة الزمكان المحيط، بالإضافة إلى بنية قرص التراكم أو أي مادة عاكسة قريبة.
تم استكشاف مفهوم أصداء الضوء حول الثقوب السوداء لأول مرة في السبعينيات، لكنه حظي باهتمام كبير في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين مع اكتشاف التذبذبات شبه الدورية في توهجات الأشعة السينية من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، والتي فُسرت على أنها أصداء.
الآلية هي مزيج من النسبية العامة والهندسة. يتبع الضوء المار بالقرب من ثقب أسود مسارات منحنية بسبب العدسة الجاذبية. يمكن أن تنحرف بعض الفوتونات بأكثر من 90 درجة، مما يجعلها ترتد فعلياً عن بئر الجاذبية وتعود إلى الراصد بعد قطع مسار أطول. إذا كان هناك سطح عاكس، مثل قرص من الغاز الساخن أو نجم مرافق، يمكن للضوء أيضاً أن ينعكس فيزيائياً عن تلك المادة. يعتمد التأخير الزمني بين الإشارة المباشرة والصدى على المسافة التي قطعها الضوء، والتي تحددها كتلة الثقب الأسود ودورانه. بقياس هذه التأخيرات، يمكن لعلماء الفلك رسم خريطة للزمكان المشوه حول الثقب الأسود، تماماً مثل استخدام السونار لرسم خريطة لكهف.
تُستخدم أصداء الضوء لقياس خصائص الثقوب السوداء، بما في ذلك دورانها وبنية أقراص التراكم الخاصة بها، ولاختبار تنبؤات النسبية العامة في أنظمة الجاذبية القوية.
يمكن اعتبار 'الصدى' للثقب الأسود بمثابة 'مرآة جاذبية' — فالثقب الأسود نفسه ينحني الضوء بقوة لدرجة أنه يمكن أن يعكس الإشعاع نحو المصدر، مما يخلق حلقة تغذية مرتدة طبيعية مع تأخير زمني.
| M_BH | متغير | Black hole mass — كتلة kilogram |
| L | متغير | Continuum luminosity (e.g., at 5100 Å) — لمعان watt |
| FWHM | متغير | Full width at half maximum of emission line — line width metre per second |
| α | متغير | Power-law index for luminosity — power law index |
| β | متغير | Power-law index for line width — power law index |
| ⟨hν⟩ | متغير | Average photon energy — طاقة joule |
| T | متغير | Temperature of the blackbody — درجة الحرارة kelvin |
| c | ثابت | A numerical factor that depends on the frequency integration limits and the specific definition of 'average' (e.g., over the full spectrum). — proportionality constant = 2.701 |
| k_B | ثابت | Fundamental constant converting temperature to energy scale — ثابت بولتزمان = 1.380649e-23 joule per kelvin |
| ⟨ ⟩ | مؤثر | Statistical average over the photon distribution — متوسط المجموعة |
| r_{\text{sh}} | متغير | Shadow radius as seen by a distant observer — طول metre |
| r_{\text{H}} | متغير | Event horizon radius of the black hole — طول metre |
