Μία από τις κεντρικές προβλέψεις της γενικής σχετικότητας (GR) είναι ότι ένα τεράστιο αντικείμενο—
Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, η βαρύτηταΟ φακός λειτουργεί ως ένα είδος φυσικού τηλεσκοπίου από το τίποτα. Μπορεί να αυξήσει τη φωτεινότητα και το φως των μακρινών αντικειμένων. Οι αστρονόμοι έχουν ήδη χρησιμοποιήσει αυτή την τεχνική για να παρατηρήσουν μερικούς από τους πιο μακρινούς γαλαξίες στο Σύμπαν. Τώρα θέλουν να χρησιμοποιήσουν αυτό το εφέ για να μελετήσουν αντικείμενα «πιο κοντά στο σπίτι».
Πώς μπορεί να βοηθήσει ο ήλιος;
Ως φακός για μελέτη κοντάΟι εξωπλανήτες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τον βαρυτικό φακό του Ήλιου. Έτσι, το φως που προέρχεται από τον εξωγήινο κόσμο θα εστιάζεται βαρυτικά από το άστρο μας με εστίαση στην περιοχή από 550 έως 850 AU, ανάλογα με το πόσο κοντά περνά το φως του εξωπλανήτη από τον Ήλιο.
Αστρονομική μονάδα (AU)) είναι μια μονάδα μέτρησης της απόστασης στην αστρονομία, περίπου ίση με τη μέση απόσταση από τη Γη στον Ήλιο. Αυτήν τη στιγμή είναι αποδεκτό να είναι ακριβώς 149.597.870.700 μέτρα.
Κατ' αρχήν, θεωρητικά σε αυτόΈνα ή περισσότερα τηλεσκόπια μπορούν να τοποθετηθούν σε απόσταση, δημιουργώντας έτσι ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος του Ήλιου. Αυτό θα έδινε ανάλυση περίπου 10 km² για αντικείμενα σε απόσταση 100 ετών φωτός.
Τι να κάνετε
Το πιο μακρινό διαστημόπλοιο που εκτοξεύτηκεανθρωπότητα, αυτό είναι το Voyager 1, το οποίο βρίσκεται μόλις 160 AU από τον Ήλιο. Προφανώς, οι επιστήμονες έχουν ακόμη πολλά να κάνουν πριν γίνει πραγματικότητα ένα τέτοιο ηλιακό τηλεσκόπιο. Προς το παρόν, αυτό είναι μόνο ένα έργο που μπορεί να υλοποιηθεί στο μέλλον. Αυτό δεν απαιτεί μαγικές τεχνολογίες ή νέα φυσική, αλλά απαιτεί πολλές εξαιρετικές λύσεις μηχανικής.
Φωτογραφία: NASA
Αλλά και σε αυτή την περίπτωση, οι επιστήμονες θα αντιμετωπίσουνμε άλλο πρόβλημα. Πρόκειται για τη χρήση όλων των δεδομένων που συλλέγονται για τη δημιουργία μιας ακριβούς εικόνας. Όπως συμβαίνει με τα ραδιοτηλεσκόπια, ένας «ηλιακός φακός» δεν θα μπορεί να λάβει μία εικόνα τη φορά. Θα απαιτηθεί μια λεπτομερής κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το αστέρι μας εστιάζει το φως για να απεικονίσει εξωπλανήτες. Και αυτό ακριβώς είναι το πρόβλημα που οι επιστήμονες είναι έτοιμοι να λύσουν.
Το πρόβλημα των τηλεσκοπίων και η λύση των επιστημόνων
Κανένα τηλεσκόπιο δεν είναι τέλειο.Ένας από τους περιορισμούς των οπτικών παραλλαγών τους σχετίζεται με την περίθλαση. Όταν τα κύματα φωτός περνούν μέσα από έναν τηλεσκοπικό φακό, το φαινόμενο εστίασης μπορεί να προκαλέσει την ελαφρά παρέμβαση των κυμάτων μεταξύ τους. Αυτή είναι η διάσπαση, η οποία μπορεί να θολώσει και να παραμορφώσει την αρχική εικόνα.
Ως αποτέλεσμα, για οποιοδήποτε τηλεσκόπιο υπάρχειΤο όριο ευκρίνειας εικόνας είναι το όριο περίθλασης. Αν και ένα τηλεσκόπιο με βαρυτικό φακό είναι διαφορετικό ως προς τη δομή και τις ιδιότητές του, έχει επίσης ένα φαινόμενο περίθλασης και ένα όριο περίθλασης.
Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφαταΣτις Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, οι επιστήμονες προσομοίωσαν τον βαρυτικό φακό του Ήλιου. Ο στόχος είναι να παρατηρηθούν τα αποτελέσματά της περίθλασης, τα οποία θα επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι παρατηρούν μακρινά αντικείμενα όπως οι εξωπλανήτες.
Ποια είναι η κατώτατη γραμμή;
Αποδείχθηκε ότι ένα τηλεσκόπιο με ηλιακό φακόθα είναι σε θέση να ανιχνεύσει ένα λέιζερ 1 W που θα μπορούσε να προέρχεται από Proxima Centauri b. Αυτός είναι ένας πλανήτης που απέχει μόλις τέσσερα έτη φωτός από τη Γη. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι, γενικά, το όριο περίθλασης είναι πολύ μικρότερο από τη συνολική ανάλυση του τηλεσκοπίου. Στο μέλλον, χρησιμοποιώντας ένα «ηλιακό τηλεσκόπιο», οι επιστήμονες θα μπορούν να διακρίνουν λεπτομέρειες από 10 έως 100 km, ανάλογα με το παρατηρούμενο μήκος κύματος.
Πίστωση: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Για να δείξουν πώς θα λειτουργούσε ένα ηλιακό τηλεσκόπιο, οι επιστήμονες προσομοίωσαν μια εικόνα της Γης (παραπάνω) σε ανάλυση 1024×1024 pixels σε απόσταση από το Proxima Centauri (1,3 parsecs).
Οι φυσικοί διαπίστωσαν επίσης ότι, ακόμη και σε κλίμακεςκάτω από το όριο περίθλασης, οι αστρονόμοι μπορούσαν να εξερευνήσουν άλλα αντικείμενα με τη βοήθεια του Ήλιου. Για παράδειγμα, αστέρια νετρονίων. Συνήθως είναι πολύ μικρά για να παρατηρήσουν τα χαρακτηριστικά τους. Αλλά ένα τέτοιο βαρυτικό τηλεσκόπιο θα βοηθήσει ακόμη και στη μελέτη της αλλαγής της θερμοκρασίας της επιφάνειας αυτών των αντικειμένων.
Βασικά, η νέα μελέτη το επιβεβαίωσεΑντικείμενα όπως εξωπλανήτες και αστέρια νετρονίων μπορούν να παρατηρηθούν με επιτυχία χρησιμοποιώντας ένα τηλεσκόπιο με ηλιακό φακό, αν όλα πάνε καλά, οι αστρονόμοι θα έχουν ένα πραγματικά επαναστατικό εργαλείο στο μέλλον.
Διαβάστε περισσότερα:
Η NASA αποκάλυψε την προέλευση της Haumea - του πιο μυστηριώδους πλανήτη στο ηλιακό σύστημα
Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κάνει τον Άρη ακατοίκητο
Το συκώτι μπορεί να λειτουργήσει για περισσότερα από 100 χρόνια: οι επιστήμονες είπαν πώς αυτό είναι δυνατό