När vi tittar ut i rymden, vi tittar bakåt i tiden. Det beror på att ljuset rör sig med ljusets hastighet. Det tar tid för ljuset att nå oss.

Men det blir ännu konstigare än så. Ljus kan absorberas, reflekterade, och återutsläpps av gas och damm, ger oss en andra titt.

De kallas ljusekon, och de tillåter astronomer ett annat sätt att förstå universum omkring oss.

Vi är alla bekanta med tanken på ett eko. Ljud färdas genom luften, reflekterar från ett avlägset föremål och återvänder. Du hör originalljudet, och sedan det reflekterade ljudet. Och från den reflektionen, du kan lära dig om den reflekterande ytan. Är det nära eller långt? Vad är den gjord av?

Det beror på att ljud rör sig med en hastighet av cirka 343 meter per sekund. Ljus, å andra sidan, rör sig med en hastighet av nästan 300, 000 km/s – för snabbt för dina ögon att se reflektionen, men ute i rymden, där föremål kan vara många ljusår över, astronomer kan se ljussfärer som rör sig genom moln av gas och damm som ekon av kraftfulla flammor och supernovor.

Det bästa exemplet på ett ljuseko är radar, används för att studsa radiosignaler från objekt för att kartlägga dem. En radar består av en sändare för att skicka signalerna, och en mottagare för att fånga dem igen.

Eftersom du vet hur snabbt ljuset rör sig, du kan upptäcka din radiopuls som studsar mot föremål och använda den för att ta reda på hur långt bort allt är från dig.

Här på jorden, radar används för båt- och flygnavigering, samt väderspårning.

Men astronomer använder radar för att hitta avstånden till planeter och kartlägga asteroidernas ytor. Till exempel, när asteroiden 3200 Phaethon närmade sig jorden i december 2017, Arecibo radioobservatorium samlade bilder av dess yta.

Radiovågor är den perfekta formen av elektromagnetisk strålning för att upptäcka reflektioner. När ljus studsar från ett avlägset föremål, det är redan väldigt svagt, och den blir svagare när den kommer tillbaka.

Men lasrar har också använts för att mäta avståndet till månen. När astronauterna landade på månen under Apollo-uppdragen, de placerade speciella reflexer på ytan. Forskare på jorden kan skjuta en kraftfull laser mot reflektorerna och upptäcka det reflekterade ljuset när det återvänder. Ännu en gång, genom att veta hastigheten som ljuset rör sig, de kan beräkna avståndet till månen genom att se hur lång tid det tar för det reflekterade laserljuset att återvända till jorden.

Men för att verkligen dra nytta av reflekterat ljus, du måste gå mycket mycket ljusare. Tycka om, energiproduktionen från en nybildad stjärna, en exploderande stjärna, eller ett aktivt matande supermassivt svart hål.

Naturen släpper ut elektromagnetisk strålning hela tiden i form av synligt ljus, infraröd strålning och radiovågor. Och astronomer har hittat ut sätt att se det reflekterade ljuset för att göra upptäckter om universum.

En bild som du kanske känner till är stjärnan V838 Monocerotis, ligger cirka 20, 000 ljusår bort. Astronomer försöker fortfarande ta reda på varför, men av någon anledning, år 2002, den röda superjättens yttre skikt expanderade kraftigt, vilket gör den till den ljusaste stjärnan i hela Vintergatan – överträffar solen med en faktor på 600, 000. Det var som en blixtlampa som plötsligt slocknade i ett mörkt rum.

Det var ingen nova, i vilket material hopar sig på ytan av en vit dvärg. Och det var inte en supernova, där en massiv stjärna detonerar i slutet av sin livstid. Det var något annat.

Så snabbt som V838 blev ljusare, den försvann. Men efterverkan av denna blixt har varit synlig i nästan två decennier efter händelsen.

Se den här animationen, består av separata observationer av V838 under flera år. Det här är ingen explosion, det är ljuset som rör sig i en sfär genom den interstellära gasen och dammet som omger stjärnan. När den passerar genom damm, den sprids och tar en längre resa för att komma fram till jorden.

Detta ljuseko gjorde det möjligt för astronomer att studera stoftets natur, som kunde ha kastats av stjärnan för länge sedan, men var inte synlig för astronomer utan denna ficklampa från stjärnan.

Astronomer har använt ljusekon för att studera bildningen av planeter runt en ung stjärna. NASA:s Spitzer Space Telescope och fyra markbaserade observatorier användes för att mäta storleken på gapet runt en nybildad stjärna till dess protoplanetariska skiva.

Stjärnan heter YLW 16B, och den ligger cirka 400 ljusår från jorden. Det är ungefär samma massa som solen, men den är bara 1 miljon år gammal – bara en bebis.

Även i dessa kraftfulla observatorier, det protoplanetära gapet är för litet för att kunna mätas direkt. Istället, de använde ljusekon för att komma fram till storleken.

Unga stjärnor varierar i ljusstyrka, ändra mängden ljus de sänder ut från dag till dag. Material virvlar ut ur den protoplanetära skivan, fastnar i stjärnans magnetfältslinjer, och faller sedan på stjärnan, lyser upp den.

När stjärnan ändrar ljusstyrka, en del av det extra ljuset träffar planetskivan, skapa ett eko som astronomer kan upptäcka. Eftersom de vet hur snabbt ljuset går, de kan beräkna hur lång tid det tar för ljusningen att nå skivan, och hur stort gapet är.

Ljuset tar 74 sekunder att nå gapet, vilket betyder att det är 0,08 astronomiska enheter, eller 12 miljoner kilometer från stjärnan. Bara för att jämföra, avståndet från solen till Merkurius är cirka 60 miljoner kilometer.

Nyligen, astronomer använde ljusekon för att studera miljön runt ett svart hål med stjärnmassa. De använde Neutron Star Interior Composition Explorer (eller NICER) nyttolasten på den internationella rymdstationen. Detta instrument kunde detektera röntgenstrålning från ett nyupptäckt svart hål som heter J1820, som matade en sällskapsstjärna.

Det svarta hålet ligger cirka 10, 000 ljusår bort i stjärnbilden Lejonet, och det upptäcktes först av Europeiska rymdorganisationens Gaia-uppdrag.

Den 11 mars, 2018, det svarta hålet blossade plötsligt upp, blir ett av de ljusaste objekten på röntgenhimlen. Självklart, det var inte det svarta hålet i sig som blossade upp, det var ackretionsskivan som omger det svarta hålet, består av material stulet från dess följeslagare.

Detta material virvlar runt, värms upp av miljöns intensiva tryck och magnetism. Detta genererar röntgenstrålning. Det är omgivet av en korona, en region av subatomära partiklar uppvärmd till 1 miljard grader Celsius.

En instabilitet i disken kan orsaka en kollaps, som en lavin som faller nerför ett berg, släpper ut en strålning. Det är den här inre kanten av ackretionsskivan som astronomer ville studera. Ännu en gång, du har en källa till belysning, blossen orsakad av en diskkollaps. Detta frigör röntgenstrålar i alla riktningar, men röntgenstrålar passerar också genom skivan, reflekterar tillbaka till oss vid olika våglängder och intensiteter.

Astronomer kunde se att gapet mellan det svarta hålet och dess ansamlingsskiva inte verkar förskjutas under en av dessa flare händelser, men den omgivande koronan förändras dramatiskt, krymper ner från 160 km till 16 km.

I januari 2014 astronomer upptäckte en ny supernova i galaxen M82. Känd som SN 2014J, detta var en supernova av typ 1a, där en vit dvärg stjäl material från en sällskapsstjärna. När den träffar cirka 1,4 gånger solens massa, det exploderar – tydligt synligt på miljontals ljusår bort.

• 
• 
• 

Bara 11 miljoner ljusår bort, detta var det närmaste supernovaastronomer av typ 1a hade sett på 40 år, och det var det perfekta tillfället att studera med rymdteleskopet Hubble.

Hubble observerade regionen 10 månader efter att supernovan gick av, och sedan igen två år senare. Och du kan tydligt se strålningen från explosionen röra sig genom det omgivande materialet, lyser upp den med ljusets hastighet.

Astronomer uppskattar att denna region av gas och damm sträcker sig omkring 300 till 1, 600 ljusår runt den döda stjärnan, och det belyses ett ljusår per år av det reflekterade ljuset från supernovaexplosionen.

Faktiskt, astronomer har sett detta hända mer än 15 gånger, men detta var den närmaste och därmed den högsta upplösningen de någonsin kunnat se.

Låt oss gå större. Tänk på fallet med en kollision som observerats mellan galaxer i processen att smälta samman. Den större galaxen, ShaSS 073, har ett aktivt matande supermassivt svart hål i sin kärna, vilket gör det otroligt ljust. Den mindre massiva galaxen kallas ShaSS 622.

Strålning strömmar ut från ackretionsskivan runt det supermassiva svarta hålet och bombarderar den mindre galaxen, får den att glöda när den absorberar och sedan återutsänder ljuset. Det är en liten fläck på den medföljande bilden, men det är 1,8 miljarder kvadrat ljusår i rymden.

Men här är den konstiga delen:enligt deras beräkningar, astronomer fann att det inte är tillräckligt med strålning för att få det att lysa så här starkt. Istället, blossen inträffade 30, 000 år tidigare, när galaxens kärna var mycket ljusare, och de ser bara det reflekterade ljuset nu.

Det faktum att ljuset rör sig med konstant hastighet är extremt användbart för att utforska universum, även när det ekar.