一般相対性理論 (GR) の中心的な予測の 1 つは、巨大な天体が、
適切な条件下では、重力レンズは、何もないところから一種の自然な望遠鏡として機能します。遠くの物体の明るさと光を増加させることができます。天文学者はすでにこの技術を使用して、宇宙で最も遠い銀河のいくつかを観察しています。現在、彼らはこの効果を利用して「より身近な」オブジェクトを研究したいと考えています。
太陽はどのように役立ちますか。
近くで勉強するためのレンズとして系外惑星は太陽の重力レンズを利用することができます。したがって、異世界から来る光は、系外惑星の光が太陽からどれだけ近づくかに応じて、重力によって私たちの星によって焦点が550から850天文単位の領域に集中します。
天文単位 (AU)) は天文学における距離測定の単位であり、地球から太陽までの平均距離にほぼ等しくなります。現在、正確に 149,597,870,700 メートルであると認められています。
原則として、理論的にはこれに基づいて1 つまたは複数の望遠鏡を離れたところに配置すると、太陽と同じサイズの望遠鏡を作成できます。これにより、100 光年の距離にある物体に対して約 10 km² の解像度が得られます。
何をする
最も遠くに打ち上げられた宇宙船人類の皆さん、これはボイジャー 1 号で、太陽からわずか 160 天文単位の距離にあります。このような太陽望遠鏡が現実になるまでに、科学者がやるべきことはまだたくさんあります。現時点では、これは将来的に実装される可能性のあるプロジェクトにすぎません。これには魔法のテクノロジーや新しい物理学は必要ありませんが、多くの並外れた工学的ソリューションが必要です。
写真：NASA
しかし、この場合でも科学者は直面するだろう。別の問題があります。収集したすべてのデータを使用して正確な画像を作成することです。電波望遠鏡の場合と同様、「太陽レンズ」では一度に 1 つの画像を取得することはできません。私たちの星が系外惑星を画像化するためにどのように光を集束させるのかについての詳細な理解が必要となります。そして、これはまさに科学者が解決しようとしている問題です。
望遠鏡の問題と科学者の解決策
完璧な望遠鏡はありません。それらの光学的変化の制限の 1 つは回折に関連しています。光波が望遠レンズを通過すると、集束効果により光波が互いにわずかに干渉することがあります。これは屈折であり、元の画像がぼやけたり歪んだりする可能性があります。
その結果、どの望遠鏡でも、画像の鮮明さの限界は回折限界です。重力レンズを備えた望遠鏡はその構造と特性が異なりますが、回折効果と回折限界もあります。
最近発表された研究では王立天文学協会の月刊通知の中で、科学者たちは太陽の重力レンズをシミュレートしました。目標は、その回折効果を観察することであり、これは天文学者が系外惑星などの遠方の天体を観察する方法に影響を与えることになる。
一番下の行は何ですか？
太陽レンズを搭載した望遠鏡であることが判明プロキシマ・ケンタウリから発せられる可能性のある 1W レーザーを検出できるようになる b.これは地球からわずか 4 光年離れた惑星です。科学者らは、一般に回折限界が望遠鏡全体の解像度よりもはるかに小さいことを発見しました。将来的には、科学者は「太陽望遠鏡」を使用して、観測した波長に応じて 10 ～ 100 km の詳細を識別できるようになるでしょう。
クレジット: Toth V.T. &トゥリシェフ、S.G.
太陽望遠鏡がどのように機能するかを示すために、科学者たちはプロキシマ ケンタウリ (1.3 パーセク) の距離で 1024 × 1024 ピクセルの解像度で地球 (上) の画像をシミュレートしました。
物理学者はまた、スケールでさえ、回折限界を下回ると、天文学者は太陽の助けを借りて他の天体を探索できます。たとえば、中性子星。それらは通常、小さすぎて特徴を観察できません。しかし、そのような重力望遠鏡は、これらの物体の表面温度の変化を研究するのにも役立ちます.
基本的に、新しい研究では次のことが確認されました。太陽レンズを備えた望遠鏡を使用すれば、系外惑星や中性子星などの天体をうまく観測できるようになり、将来、天文学者にとって真に革新的なツールが手に入ることになるでしょう。
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