Una de las predicciones centrales de la relatividad general (GR) es que un objeto masivo:
En las condiciones adecuadas, la gravedadLa lente actúa como una especie de telescopio natural surgido de la nada. Puede aumentar el brillo y la luz de objetos distantes. Los astrónomos ya han utilizado esta técnica para observar algunas de las galaxias más distantes del Universo. Ahora quieren utilizar este efecto para estudiar objetos "más cercanos a casa".
¿Cómo puede ayudar el sol?
Como lente para estudiar cercaLos exoplanetas pueden utilizar lentes gravitacionales del Sol. Por lo tanto, la luz proveniente del mundo extraterrestre será enfocada gravitacionalmente por nuestra estrella con un foco en la región de 550 a 850 UA, dependiendo de qué tan cerca del Sol pase la luz del exoplaneta.
Unidad astronómica (AU)) es una unidad de medida de distancia en astronomía, aproximadamente igual a la distancia promedio de la Tierra al Sol. Actualmente se acepta que son exactamente 149.597.870.700 metros.
En principio, teóricamente sobre estoSe pueden colocar uno o más telescopios a distancia, creando así un telescopio del tamaño del Sol. Esto daría una resolución de unos 10 km² para objetos a una distancia de 100 años luz.
Que hacer
La nave espacial más lejana lanzadahumanidad, esta es la Voyager 1, que está a sólo 160 AU del Sol. Evidentemente, los científicos todavía tienen mucho que hacer antes de que un telescopio solar de este tipo se convierta en realidad. Por ahora, esto es sólo un proyecto que se podrá implementar en el futuro. Esto no requiere tecnologías mágicas ni nueva física, pero sí muchas soluciones de ingeniería extraordinarias.
Foto: NASA
Pero incluso en este caso, los científicos se enfrentaráncon otro problema. Se trata de utilizar todos los datos recopilados para crear una imagen precisa. Como ocurre con los radiotelescopios, una “lente solar” no podrá obtener una imagen a la vez. Será necesaria una comprensión detallada de cómo nuestra estrella enfoca la luz para obtener imágenes de exoplanetas. Y este es exactamente el problema que los científicos están dispuestos a resolver.
El problema de los telescopios y la solución de los científicos.
Ningún telescopio es perfecto.Una de las limitaciones de sus variaciones ópticas está relacionada con la difracción. Cuando las ondas de luz pasan a través de una lente telescópica, el efecto de enfoque puede hacer que las ondas interfieran ligeramente entre sí. Se trata de defracción, que puede difuminar y distorsionar la imagen original.
Como resultado, para cualquier telescopio existeEl límite de la nitidez de la imagen es el límite de difracción. Aunque un telescopio con lente gravitacional es diferente en su estructura y propiedades, también tiene un efecto de difracción y un límite de difracción.
En un estudio publicado recientementeEn los Avisos Mensuales de la Royal Astronomical Society, los científicos simularon la formación de lentes gravitacionales del Sol. El objetivo es observar sus efectos de difracción, que afectarán la forma en que los astrónomos observan objetos distantes como los exoplanetas.
¿Cuál es el resultado final?
Resultó que un telescopio con lente solarpodrá detectar un láser de 1W que podría provenir de Proxima Centauri b. Se trata de un planeta que se encuentra a sólo cuatro años luz de la Tierra. Los científicos han descubierto que, en general, el límite de difracción es mucho menor que la resolución general del telescopio. En el futuro, utilizando el “telescopio solar”, los científicos podrán distinguir detalles entre 10 y 100 km, dependiendo de la longitud de onda observada.
Crédito: Toth V. T. &Amp; Turyshev, S.G.
Para mostrar cómo funcionaría un telescopio solar, los científicos simularon una imagen de la Tierra (arriba) con una resolución de 1024×1024 píxeles a una distancia de Proxima Centauri (1,3 parsecs).
Los físicos también encontraron que, incluso a escalaspor debajo del límite de difracción, los astrónomos podrían explorar otros objetos con la ayuda del Sol. Por ejemplo, las estrellas de neutrones. Suelen ser demasiado pequeños para observar sus rasgos. Pero tal telescopio gravitatorio incluso ayudará a estudiar el cambio en la temperatura de la superficie de estos objetos.
Básicamente, el nuevo estudio confirmó queObjetos como exoplanetas y estrellas de neutrones se pueden observar con éxito utilizando un telescopio con lente solar. Si todo va bien, los astrónomos dispondrán en el futuro de una herramienta verdaderamente revolucionaria.
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