Yksi yleisen suhteellisuusteorian (GR) keskeisistä ennusteista on, että massiivinen esine
Oikeissa olosuhteissa painovoimaLinssi toimii eräänlaisena luonnollisena kaukoputkena tyhjästä. Se voi lisätä kaukaisten kohteiden kirkkautta ja valoa. Tähtitieteilijät ovat jo käyttäneet tätä tekniikkaa tarkkaillakseen joitain maailmankaikkeuden kaukaisimpia galakseja. Nyt he haluavat käyttää tätä vaikutusta "lähempänä kotia" olevien esineiden tutkimiseen.
Miten aurinko voi auttaa?
Linssiksi lähistöllä opiskeluuneksoplaneetat voivat käyttää auringon painovoimalinssiä. Näin ollen tähtemme fokusoi avaruudesta tulevan valon painovoimaisesti 550-850 AU:n alueella riippuen siitä, kuinka läheltä eksoplaneetan valo kulkee Auringosta.
Tähtitieteellinen yksikkö (AU)) on tähtitieteen etäisyyden mittayksikkö, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin keskimääräinen etäisyys Maan ja Auringon välillä. Tällä hetkellä hyväksytään tarkalleen 149 597 870 700 metriä.
Periaatteessa teoriassa tästäYksi tai useampi kaukoputki voidaan sijoittaa etäälle, jolloin syntyy Auringon kokoinen kaukoputki. Tämä antaisi noin 10 km²:n resoluution kohteille, jotka ovat 100 valovuoden etäisyydellä.
Mitä tehdä
Kauimpana avaruusalus laukaistiinihmiskunta, tämä on Voyager 1, joka on vain 160 AU:n päässä Auringosta. On selvää, että tiedemiehillä on vielä paljon tehtävää, ennen kuin tällaisesta aurinkoteleskoopista tulee todellisuutta. Toistaiseksi tämä on vain projekti, joka voidaan toteuttaa tulevaisuudessa. Tämä ei vaadi maagisia teknologioita tai uutta fysiikkaa, mutta se vaatii monia poikkeuksellisia teknisiä ratkaisuja.
Kuva: NASA
Mutta myös tässä tapauksessa tutkijat kohtaavat toisen ongelman kanssa. Kyse on kaikkien kerättyjen tietojen käyttämisestä tarkan kuvan luomiseen. Kuten radioteleskooppien tapauksessa, "aurinkolinssi" ei pysty ottamaan yhtä kuvaa kerrallaan. Tarvitaan yksityiskohtainen ymmärrys siitä, kuinka tähtemme kohdistaa valon eksoplaneettojen kuvaamiseen. Ja tämä on juuri se ongelma, jonka tutkijat ovat valmiita ratkaisemaan.
Teleskooppiongelma ja tutkijoiden ratkaisu
Mikään teleskooppi ei ole täydellinen.Yksi niiden optisten muunnelmien rajoituksista liittyy diffraktioon. Kun valoaallot kulkevat teleskooppilinssin läpi, tarkennusvaikutus voi saada aallot hieman häiritsemään toisiaan. Tämä on defraktiota, joka voi sumentaa ja vääristää alkuperäistä kuvaa.
Tämän seurauksena jokaiselle kaukoputkelle on olemassaKuvan terävyyden raja on diffraktioraja. Vaikka gravitaatiolinssillä varustettu kaukoputki on rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan erilainen, sillä on myös diffraktiovaikutus ja diffraktioraja.
Äskettäin julkaistussa tutkimuksessaRoyal Astronomical Societyn kuukausittaisessa ilmoituksessa tutkijat simuloivat auringon painovoimalinssiä. Tavoitteena on tarkkailla sen diffraktiovaikutuksia, jotka vaikuttavat siihen, miten tähtitieteilijät tarkkailevat kaukaisia kohteita, kuten eksoplaneettoja.
Mikä lopputulos on?
Kävi ilmi, että kaukoputki aurinkolinssilläpystyy havaitsemaan 1 W laserin, joka voisi olla peräisin Proxima Centauri b. Tämä on planeetta, joka on vain neljän valovuoden päässä Maasta. Tutkijat ovat havainneet, että yleensä diffraktioraja on paljon pienempi kuin kaukoputken kokonaisresoluutio. Tulevaisuudessa tutkijat pystyvät "aurinkoteleskoopin" avulla erottamaan yksityiskohdat 10 - 100 km:ltä riippuen havaitusta aallonpituudesta.
Luotto: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Osoittaakseen, kuinka aurinkoteleskooppi toimisi, tutkijat simuloivat maapallon kuvan (yllä) 1024 × 1024 pikselin resoluutiolla Proxima Centaurin (1,3 parsekin) etäisyydellä.
Fyysikot havaitsivat sen myös mittakaavassaDiffraktiorajan alapuolella tähtitieteilijät voisivat tutkia muita kohteita Auringon avulla. Esimerkiksi neutronitähdet. Ne ovat yleensä liian pieniä havaitsemaan niiden ominaisuuksia. Mutta tällainen gravitaatioteleskooppi auttaa jopa tutkimaan näiden esineiden pintalämpötilan muutosta.
Periaatteessa uusi tutkimus vahvisti tämänObjekteja, kuten eksoplaneettoja ja neutronitähtiä, voidaan havaita menestyksekkäästi aurinkolinssillä varustetun kaukoputken avulla. Jos kaikki menee hyvin, tähtitieteilijöillä on tulevaisuudessa todella vallankumouksellinen työkalu.
Lue lisää:
NASA paljasti Haumean alkuperän - aurinkokunnan salaperäisimmän planeetan
Elävät organismit ovat tehneet Marsista asumiskelvottoman
Maksa voi toimia yli 100 vuotta: tutkijat kertoivat, kuinka tämä on mahdollista