Eine der zentralen Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR) ist, dass ein massives Objekt –
Unter den richtigen Bedingungen die SchwerkraftDie Linse fungiert als eine Art natürliches Teleskop aus dem Nichts. Es kann die Helligkeit und das Licht entfernter Objekte erhöhen. Astronomen haben diese Technik bereits genutzt, um einige der am weitesten entfernten Galaxien im Universum zu beobachten. Nun wollen sie diesen Effekt nutzen, um Objekte „näher an ihrem Zuhause“ zu untersuchen.
Wie kann die Sonne helfen?
Als Linse zum Lernen in der NäheExoplaneten können den Gravitationslinseneffekt der Sonne nutzen. Somit wird das von der außerirdischen Welt kommende Licht von unserem Stern gravitativ fokussiert, mit einem Schwerpunkt im Bereich von 550 bis 850 AE, je nachdem, wie nah das Licht des Exoplaneten an der Sonne vorbeikommt.
Astronomische Einheit (AU)) ist eine Entfernungsmaßeinheit in der Astronomie, die ungefähr der durchschnittlichen Entfernung von der Erde zur Sonne entspricht. Derzeit werden genau 149.597.870.700 Meter angenommen.
Im Prinzip, theoretisch dazuEin oder mehrere Teleskope können in einiger Entfernung platziert werden, sodass ein Teleskop in der Größe der Sonne entsteht. Dies würde eine Auflösung von etwa 10 km² für Objekte in einer Entfernung von 100 Lichtjahren ergeben.
Was zu tun ist?
Das am weitesten entfernte Raumschiff wurde gestartetMenschheit, das ist Voyager 1, die nur 160 AE von der Sonne entfernt ist. Offensichtlich haben Wissenschaftler noch viel zu tun, bis ein solches Sonnenteleskop Wirklichkeit wird. Dies ist vorerst nur ein Projekt, das in der Zukunft umgesetzt werden kann. Dies erfordert keine magischen Technologien oder neue Physik, aber viele außergewöhnliche technische Lösungen.
Foto: NASA
Aber auch in diesem Fall werden Wissenschaftler konfrontiertmit einem anderen Problem. Es geht darum, alle gesammelten Daten zu nutzen, um ein genaues Bild zu erstellen. Wie bei Radioteleskopen ist eine „Sonnenlinse“ nicht in der Lage, jeweils ein Bild aufzunehmen. Ein detailliertes Verständnis darüber, wie unser Stern Licht fokussiert, um Exoplaneten abzubilden, ist erforderlich. Und genau dieses Problem sind Wissenschaftler bereit, zu lösen.
Das Problem der Teleskope und die Lösung der Wissenschaftler
Kein Teleskop ist perfekt.Eine der Einschränkungen ihrer optischen Variationen hängt mit der Beugung zusammen. Wenn Lichtwellen durch ein Teleskopobjektiv laufen, kann der Fokussierungseffekt dazu führen, dass die Wellen leicht miteinander interferieren. Hierbei handelt es sich um eine Beugung, die das Originalbild verwischen und verzerren kann.
Infolgedessen gibt es für jedes Teleskop ein solchesDie Grenze der Bildschärfe ist die Beugungsgrenze. Obwohl sich ein Teleskop mit Gravitationslinse in seinem Aufbau und seinen Eigenschaften unterscheidet, weist es auch eine Beugungswirkung und eine Beugungsgrenze auf.
In einer kürzlich veröffentlichten StudieIn den Monthly Notices der Royal Astronomical Society simulierten Wissenschaftler die Gravitationslinsenwirkung der Sonne. Ziel ist es, seine Beugungseffekte zu beobachten, die Einfluss darauf haben, wie Astronomen entfernte Objekte wie Exoplaneten beobachten.
Was ist das Endergebnis?
Es stellte sich heraus, dass es sich um ein Teleskop mit einer Sonnenlinse handeltewird in der Lage sein, einen 1 W-Laser zu erkennen, der von Proxima Centauri b stammen könnte. Dies ist ein Planet, der nur vier Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Beugungsgrenze im Allgemeinen viel kleiner ist als die Gesamtauflösung des Teleskops. Mithilfe eines „Sonnenteleskops“ können Wissenschaftler künftig je nach beobachteter Wellenlänge Details von 10 bis 100 km unterscheiden.
Bildnachweis: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Um zu zeigen, wie ein Sonnenteleskop funktionieren würde, simulierten die Wissenschaftler ein Bild der Erde (oben) mit einer Auflösung von 1024 × 1024 Pixeln in einer Entfernung von Proxima Centauri (1,3 Parsec).
Auch das fanden Physiker heraus, sogar im Maßstabunterhalb der Beugungsgrenze könnten Astronomen mit Hilfe der Sonne andere Objekte erforschen. Zum Beispiel Neutronensterne. Sie sind normalerweise zu klein, um ihre Merkmale zu erkennen. Aber ein solches Gravitationsteleskop hilft sogar dabei, die Veränderung der Oberflächentemperatur dieser Objekte zu untersuchen.
Im Grunde bestätigte die neue Studie diesObjekte wie Exoplaneten und Neutronensterne können mit einem Teleskop mit Sonnenlinse erfolgreich beobachtet werden. Wenn alles gut geht, verfügen Astronomen in Zukunft über ein wirklich revolutionäres Werkzeug.
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