Jednou z hlavních předpovědí obecné teorie relativity (GR) je, že masivní objekt –
Za správných podmínek, gravitaceLensing působí jako jakýsi přirozený dalekohled z ničeho. Dokáže zvýšit jas a světlo vzdálených objektů. Astronomové již tuto techniku použili k pozorování některých z nejvzdálenějších galaxií ve vesmíru. Nyní chtějí tento efekt použít ke studiu objektů „blíže k domovu“.
Jak může slunce pomoci?
Jako objektiv pro studium poblížexoplanety mohou využívat gravitační čočky Slunce. Světlo přicházející z cizího světa tedy bude gravitačně zaostřeno naší hvězdou s ohniskem v oblasti od 550 do 850 AU, v závislosti na tom, jak blízko světlo exoplanety prochází od Slunce.
Astronomická jednotka (AU)) je jednotka měření vzdálenosti v astronomii, která se přibližně rovná průměrné vzdálenosti od Země ke Slunci. Aktuálně přijato přesně 149 597 870 700 metrů.
V v principu teoreticky na tomtoJeden nebo více dalekohledů lze umístit na dálku a vytvořit tak dalekohled o velikosti Slunce. To by dalo rozlišení asi 10 km² pro objekty ve vzdálenosti 100 světelných let.
Co dělat
Odstartovala nejvzdálenější kosmická loďlidstvo, to je Voyager 1, který je jen 160 AU od Slunce. Je zřejmé, že vědci musí ještě hodně udělat, než se takový sluneční dalekohled stane realitou. Zatím se jedná pouze o projekt realizovatelný v budoucnu. To nevyžaduje magické technologie ani novou fyziku, ale vyžaduje to mnoho mimořádných technických řešení.
Foto: NASA
Ale i v tomto případě budou vědci čelits dalším problémem. Jde o to využít všechna nasbíraná data k vytvoření přesného obrazu. Stejně jako v případě radioteleskopů nebude „sluneční čočka“ schopna získat jeden snímek po druhém. Bude vyžadováno podrobné pochopení toho, jak naše hvězda zaostřuje světlo na snímky exoplanet. A právě tento problém jsou vědci připraveni řešit.
Problém dalekohledů a řešení vědců
Žádný dalekohled není dokonalý.Jedno z omezení jejich optických variací souvisí s difrakcí. Když světelné vlny procházejí teleskopickou čočkou, zaostřovací efekt může způsobit, že se vlny vzájemně mírně ruší. Jedná se o lom, který může rozmazat a zkreslit původní obraz.
V důsledku toho pro jakýkoli dalekohled existujeHranicí ostrosti obrazu je mez difrakce. Dalekohled s gravitační čočkou je sice odlišný svou strukturou a vlastnostmi, ale má také difrakční efekt a difrakční mez.
V nedávno zveřejněné studiiV časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society vědci simulovali gravitační čočky Slunce. Cílem je pozorovat její difrakční efekty, které ovlivní, jak astronomové pozorují vzdálené objekty, jako jsou exoplanety.
Jaký je konečný výsledek?
Ukázalo se, že dalekohled se sluneční čočkoubude schopen detekovat 1 W laser, který by mohl pocházet z Proxima Centauri b. Toto je planeta, která je jen čtyři světelné roky od Země. Vědci zjistili, že obecně je difrakční limit mnohem menší než celkové rozlišení dalekohledu. V budoucnu budou vědci pomocí „slunečního dalekohledu“ schopni rozlišit detaily od 10 do 100 km v závislosti na pozorované vlnové délce.
Kredit: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Aby vědci ukázali, jak by sluneční dalekohled fungoval, simulovali snímek Země (nahoře) v rozlišení 1024×1024 pixelů ve vzdálenosti Proxima Centauri (1,3 parseku).
Fyzici to také zjistili, dokonce i na vaháchpod difrakčním limitem mohli astronomové pomocí Slunce prozkoumat další objekty. Například neutronové hvězdy. Obvykle jsou příliš malí na to, aby mohli pozorovat jejich rysy. Ale takový gravitační dalekohled dokonce pomůže studovat změnu povrchové teploty těchto objektů.
Nová studie to v podstatě potvrdilaObjekty jako exoplanety a neutronové hvězdy lze úspěšně pozorovat pomocí dalekohledu se sluneční čočkou Pokud vše půjde dobře, astronomové budou mít v budoucnu skutečně revoluční nástroj.
Přečtěte si více:
NASA odhalila původ Haumea – nejzáhadnější planety sluneční soustavy
Živé organismy učinily Mars neobyvatelným
Játra mohou fungovat více než 100 let: vědci řekli, jak je to možné