Una delle previsioni centrali della relatività generale (GR) è che un oggetto massiccio...
Nelle giuste condizioni, la gravitàIl lensing agisce come una sorta di telescopio naturale dal nulla. Può aumentare la luminosità e la luce degli oggetti distanti. Gli astronomi hanno già utilizzato questa tecnica per osservare alcune delle galassie più distanti dell'Universo. Ora vogliono utilizzare questo effetto per studiare oggetti “più vicini a casa”.
In che modo il sole può aiutare?
Come obiettivo per studiare nelle vicinanzegli esopianeti possono utilizzare la lente gravitazionale del Sole. Pertanto, la luce proveniente dal mondo alieno sarà focalizzata gravitazionalmente dalla nostra stella con un focus nella regione da 550 a 850 UA, a seconda di quanto la luce dell'esopianeta passa dal Sole.
Unità astronomica (UA)) è un'unità di misura della distanza in astronomia, approssimativamente uguale alla distanza media dalla Terra al Sole. Attualmente si accetta che siano esattamente 149.597.870.700 metri.
In linea di principio, teoricamente su questoUno o più telescopi possono essere posizionati a distanza, creando così un telescopio delle dimensioni del Sole. Ciò darebbe una risoluzione di circa 10 km² per oggetti ad una distanza di 100 anni luce.
Cosa fare
Lancio della navicella spaziale più lontanaumanità, questa è la Voyager 1, che dista solo 160 UA dal Sole. Ovviamente, gli scienziati hanno ancora molto da fare prima che un simile telescopio solare diventi realtà. Per ora si tratta solo di un progetto che potrà essere realizzato in futuro. Ciò non richiede tecnologie magiche o nuova fisica, ma richiede molte soluzioni ingegneristiche straordinarie.
Foto: NASA
Ma anche in questo caso gli scienziati dovranno affrontarecon un altro problema. Si tratta di utilizzare tutti i dati raccolti per creare un'immagine accurata. Come nel caso dei radiotelescopi, una “lente solare” non sarà in grado di ottenere un’immagine alla volta. Sarà necessaria una comprensione dettagliata di come la nostra stella focalizza la luce per fotografare gli esopianeti. E questo è esattamente il problema che gli scienziati sono pronti a risolvere.
Il problema dei telescopi e la soluzione degli scienziati
Nessun telescopio è perfetto.Uno dei limiti delle loro variazioni ottiche è legato alla diffrazione. Quando le onde luminose passano attraverso una lente telescopica, l'effetto di messa a fuoco può far sì che le onde interferiscano leggermente tra loro. Questa è la defrazione, che può sfocare e distorcere l'immagine originale.
Di conseguenza, per qualsiasi telescopio esisteIl limite della nitidezza dell'immagine è il limite della diffrazione. Sebbene un telescopio con lente gravitazionale sia diverso nella struttura e nelle proprietà, ha anche un effetto di diffrazione e un limite di diffrazione.
In uno studio recentemente pubblicatoNegli avvisi mensili della Royal Astronomical Society, gli scienziati hanno simulato la lente gravitazionale del Sole. L'obiettivo è osservarne gli effetti di diffrazione, che influenzeranno il modo in cui gli astronomi osservano oggetti distanti come gli esopianeti.
Qual è la linea di fondo?
Si è scoperto che un telescopio con una lente solaresarà in grado di rilevare un laser da 1 W che potrebbe provenire da Proxima Centauri b. Questo è un pianeta che dista solo quattro anni luce dalla Terra. Gli scienziati hanno scoperto che, in generale, il limite di diffrazione è molto più piccolo della risoluzione complessiva del telescopio. In futuro, utilizzando un “telescopio solare”, gli scienziati saranno in grado di distinguere dettagli da 10 a 100 km, a seconda della lunghezza d'onda osservata.
Credito: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Per mostrare come funzionerebbe un telescopio solare, gli scienziati hanno simulato un'immagine della Terra (sopra) con una risoluzione di 1024×1024 pixel a una distanza di Proxima Centauri (1,3 parsec).
I fisici hanno anche scoperto che, anche su scaleal di sotto del limite di diffrazione, gli astronomi potrebbero esplorare altri oggetti con l'aiuto del Sole. Ad esempio, le stelle di neutroni. Di solito sono troppo piccoli per osservarne le caratteristiche. Ma un tale telescopio gravitazionale aiuterà anche a studiare il cambiamento nella temperatura superficiale di questi oggetti.
Fondamentalmente, il nuovo studio lo ha confermatoOggetti come esopianeti e stelle di neutroni possono essere osservati con successo utilizzando un telescopio con lente solare. Se tutto andrà bene, in futuro gli astronomi avranno a disposizione uno strumento davvero rivoluzionario.
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