일반상대성이론(GR)의 핵심 예측 중 하나는 거대한 물체가
적절한 조건에서는 중력이렌즈는 무에서 나온 일종의 자연 망원경 역할을 합니다. 멀리 있는 물체의 밝기와 빛을 증가시킬 수 있습니다. 천문학자들은 이미 이 기술을 사용하여 우주에서 가장 먼 은하계를 관찰했습니다. 이제 그들은 이 효과를 사용하여 "집에 더 가까운" 물체를 연구하려고 합니다.
태양이 어떻게 도울 수 있습니까?
근처에서 공부하기 위한 렌즈로외계 행성은 태양의 중력 렌즈를 사용할 수 있습니다. 따라서 외계 세계에서 오는 빛은 외계 행성의 빛이 태양으로부터 얼마나 가까이 지나가는지에 따라 550에서 850 AU 사이의 영역에 초점을 맞춰 우리 별에 의해 중력에 의해 집중됩니다.
천문 단위(AU))는 천문학의 거리 측정 단위로, 지구에서 태양까지의 평균 거리와 거의 같습니다. 현재 정확히 149,597,870,700미터로 인정됩니다.
원칙적으로 이론적으로는 하나 이상의 망원경을 멀리 배치하여 태양 크기의 망원경을 만들 수 있습니다. 이는 100광년 거리에 있는 물체에 대해 약 10km²의 해상도를 제공합니다.
무엇을 해야할까요?
가장 먼 우주선 발사인류, 이것은 태양으로부터 불과 160AU 떨어진 보이저 1호입니다. 분명히, 그러한 태양 망원경이 현실이 되기 전에 과학자들은 아직 해야 할 일이 많습니다. 현재로서는 이것은 미래에 구현될 수 있는 프로젝트일 뿐입니다. 여기에는 마법 기술이나 새로운 물리학이 필요하지 않지만 많은 특별한 엔지니어링 솔루션이 필요합니다.
사진 : NASA
하지만 이 경우에도 과학자들은 직면하게 될 것입니다.또 다른 문제가 있습니다. 정확한 이미지를 만들기 위해 수집된 모든 데이터를 활용하는 것입니다. 전파 망원경의 경우와 마찬가지로 "태양 렌즈"는 한 번에 하나의 이미지를 얻을 수 없습니다. 우리 별이 외계 행성을 이미지화하기 위해 빛을 집중시키는 방법에 대한 자세한 이해가 필요합니다. 그리고 이것이 바로 과학자들이 해결할 준비가 되어 있는 문제입니다.
망원경의 문제와 과학자들의 해결책
어떤 망원경도 완벽하지 않습니다.광학 변형의 한계 중 하나는 회절과 관련이 있습니다. 광파가 망원 렌즈를 통과할 때 초점 효과로 인해 파동이 서로 약간 간섭할 수 있습니다. 이것이 바로 회절이며, 원본 이미지를 흐리게 하고 왜곡할 수 있습니다.
결과적으로 모든 망원경에는이미지 선명도의 한계는 회절 한계입니다. 중력렌즈를 장착한 망원경은 구조와 특성이 다르지만 회절 효과와 회절 한계도 있습니다.
최근 발표된 연구에서왕립천문학회 월간 공지에서 과학자들은 태양의 중력 렌즈 현상을 시뮬레이션했습니다. 목표는 회절 효과를 관찰하는 것이며, 이는 천문학자가 외계 행성과 같은 먼 물체를 관찰하는 방법에 영향을 미칩니다.
결론은 무엇입니까?
태양렌즈가 장착된 망원경이 밝혀졌습니다.Proxima Centauri b에서 나올 수 있는 1W 레이저를 감지할 수 있습니다. 이것은 지구에서 불과 4광년 떨어진 행성입니다. 과학자들은 일반적으로 회절 한계가 망원경의 전체 해상도보다 훨씬 작다는 사실을 발견했습니다. 미래에 과학자들은 "태양 망원경"을 사용하여 관찰된 파장에 따라 10km에서 100km까지 세부 사항을 구별할 수 있게 될 것입니다.
크레딧: Toth V. T. & 투리셰프, S.G.
태양 망원경이 어떻게 작동하는지 보여주기 위해 과학자들은 프록시마 센타우리(1.3 파섹) 거리에서 1024×1024 픽셀의 해상도로 지구 이미지(위)를 시뮬레이션했습니다.
물리학자들은 또한 규모에서도회절 한계 아래에서 천문학자들은 태양의 도움으로 다른 물체를 탐색할 수 있습니다. 예를 들어, 중성자 별. 그들은 일반적으로 너무 작아서 그들의 특징을 관찰할 수 없습니다. 그러나 그러한 중력 망원경은 이러한 물체의 표면 온도 변화를 연구하는 데에도 도움이 될 것입니다.
기본적으로 새로운 연구에서는 다음과 같은 사실이 확인되었습니다.외계 행성이나 중성자 별과 같은 물체는 태양 렌즈가 장착된 망원경을 사용하여 성공적으로 관찰할 수 있으며 모든 것이 순조롭게 진행된다면 천문학자들은 미래에 진정으로 혁신적인 도구를 갖게 될 것입니다.
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