當向外看太空時，我們看到的是更遙遠的過去，那是因為光以有限的光速傳播，光到達我們的眼睛需要時間。但是，光可以被氣體和塵埃吸收、反射和重新發射，這就給了我們另一個視角。這被稱為光回波（或光回聲），能讓天文學家以另一種方式了解宇宙。相信大家都熟悉回聲的概念，聲音在空中傳播，從遠處的物體反射回來，先聽到原始的聲音，然後是反射的聲音，從反射中可以了解反射面，是近還是遠等。
那是因為聲速大約是每秒343米，光速接近300000千米/秒——快到你的眼睛都看不見反射，但是在太空中，星雲直徑可達數光年，天文學家可以看到光穿過氣體雲和塵埃雲，這是強大的耀斑和超新星回聲。光回聲最好的例子是雷達，用來把無線電信號從物體上反射回來，然後映射出來，雷達由發送信號的發射器和再次捕捉信號的接收器組成。既然知道光速有多快，就可以檢測到無線電脈衝從物體上反彈回來，然後用它計算出所有物體距離有多遠。
在地球上，雷達用於船隻和飛機導航，以及天氣跟蹤等。但是天文學家使用雷達來找到行星的距離，並繪製出小行星的表面情況。例如，當小行星3200 Phaethon接近地球時，阿雷西博射電天文臺收集了它表面的圖像。無線電波是探測反射的完美電磁輻射形式，當光線從遠處的物體反射回來時，已經非常微弱了，會變得越來越微弱。但是雷射也被用來測量月球的距離，當太空人在阿波羅任務中登陸月球時，在月球表面放置了特殊的反光鏡。
科學家可以向反射器發射強大的雷射，並在反射回來的光線中探測到它。利用恆定的光速，可以通過觀察反射的雷射返回地球需要多長時間來計算月球的距離。但要真正利用反射光，需要更亮，比如：一顆新形成的恆星，一顆正在爆炸的恆星，或活躍的超大質量黑洞能量輸出——類星體。大自然無時無刻不在以可見光、紅外線和無線電波的形式釋放電磁輻射。天文學家已經找到了觀察反射光的方法，從而發現宇宙的更多奧秘。
你可能熟悉的一幅圖像是V838 Monocerotis恆星，位於2萬光年之外。天文學家們仍在試圖找出原因，出於某種原因，在2002年，這顆紅色超巨星的外層大幅膨脹，使它成為整個銀河系中最亮的恆星——比太陽亮度高出60萬倍。它不是一顆新星，也不是大質量恆星在生命末期爆炸的超新星。V838這次閃光的後續效應，在發生後的近20年裡一直可見。
光在一個球體中穿過恆星周圍的星際氣體和塵埃。當穿過塵埃時，就會分散開來，需要更長的旅程才能到達地球。這種光線反射讓天文學家得以研究塵埃的性質，這些塵埃可能是很久以前被恆星拋出，但如果沒有這顆恆星提供的「手電筒」，天文學家是看不到的。天文學家利用光回聲來研究年輕恆星周圍行星的形成，NASA斯皮策太空望遠鏡和四個地面天文臺被用來測量一顆新形成的恆星和原行星盤之間的距離。
這顆恆星名為YLW 16B，距離地球約400光年，質量和太陽差不多，但它只有100萬年的歷史。即使使用這些強大的天文臺望遠鏡，原行星之間的距離也太小，無法直接測量。相反，使用光的回聲來獲得大小。年輕恆星在亮度上是可變的，每天發出的光量都在變化。物質從原行星盤中旋出，被恆星的磁場線捕獲，然後落到恆星上，照亮了原行星盤。隨著恆星亮度的變化，部分多餘的光線會照射到行星盤上，產生天文學家能夠探測到的「回聲」。
既然知道光速，就能計算出光亮到達原行星盤需要多長時間，以及縫隙有多大。計算出光到達這個距離需要74秒，這表明相距0.08個天文單位，離恆星1200萬公裡。相比之下，從太陽到水星的距離約為6000萬公裡。現在天文學家利用光回聲來研究恆星質量黑洞周圍的環境，在國際空間站上使用中子星內部成分探測器。這個儀器能夠探測到黑洞J1820發出的x射線，該黑洞以伴星為食，該黑洞位於獅子座，距離地球約1萬光年，最早由歐洲航天局的蓋亞任務發現。
2018年3月11日，這個黑洞突然爆發，成為x射線天空中最亮的天體之一。當然，並不是黑洞本身突然爆發，而是圍繞著黑洞的吸積盤，由伴星偷來的物質組成。這種物質在周圍旋轉，被環境的強大壓力和磁性加熱。產生了x射線輻射，被日冕包圍，日冕是亞原子粒子加熱到10億攝氏度的區域。吸積盤的不穩定會導致崩潰，就像雪崩從山上落下，釋放出大量的輻射。天文學家想要研究的正是吸積盤內邊緣。由吸積盤塌陷引起的耀斑，向各個方向釋放x射線，但x射線也穿過吸積盤，以不同的波長和強度反射。
天文學家能夠看到黑洞和吸積盤之間的距離在耀斑事件中似乎沒有改變，但是周圍的日冕確實發生了巨大變化，從160千米縮小到16千米。2014年1月，天文學家在M82星系中發現了一顆超新星。這顆超新星名為SN 2014J，屬於1a型超新星，其中一顆白矮星從伴星上竊取物質。當質量達到太陽的1.4倍時，就會爆炸——從數百萬光年外就能清楚地看到。距離太陽系只有1100萬光年，這是天文學家40年來所見過離地球最近的1a型超新星，這是用哈勃太空望遠鏡進行研究的絕佳機會。
哈勃太空望遠鏡在超新星爆炸10個月後觀察了這一區域，然後在兩年後再次觀察。可以清楚地看到爆炸產生的輻射以光速穿過周圍物質，並照亮了這些物質。天文學家估計，這片由氣體和塵埃組成的區域圍繞著這顆死星延伸了大約300至1600光年，每年都會被超新星爆炸產生的反射光擴張照亮一光年。事實上，天文學家已經看到這種情況發生了超過15次，但這是所能看到的最高解析度。考慮星系合併過程中觀測到的碰撞情況，較大星系ShaSS 073的核心有一個活躍超大質量黑洞，這使得它非常明亮。
質量較小的星系被稱為ShaSS 622，輻射正從超大質量黑洞周圍的吸積盤中傾瀉出來，對較小的星系進行轟擊，使其在吸收並重新發出光線時發出光芒。在圖中是一個小點，但它在太空中卻有18億平方光年。但奇怪的是：根據計算，天文學家發現它沒有足夠輻射使它發出如此明亮的光。相反，這次爆發發生在3萬年前，當時的星系核心要明亮得多，而現在只能看到反射光，所以光速恆定這一事實對探索宇宙非常有幫助，即使是在它發出光回聲的時候。
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