Een van de centrale voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie is dat een massief object
Onder de juiste omstandigheden werkt zwaartekrachtlensing als een soort natuurlijke telescoop "uit het niets".Het kan ook de helderheid van licht-verre objecten verhogen.Astronomen hebben deze techniek al gebruikt om enkele van de verste sterrenstelsels in het heelal te observeren .Nu is dit effect gewenstGebruik het om objecten "dichter bij huis" te verkennen.
Hoe kan de zon helpen?
Zwaartekrachtlenzen van de zon kunnen worden gebruikt als lens om nabije exoplaneten te bestuderen.Licht dat van een buitenaardse wereld komt, zou bijvoorbeeld door onze ster door de zwaartekracht worden gefocusseerd op een brandpunt tussen 550 en 850 AE, afhankelijk van hoe dichtbij het licht isexoplaneten die door de zon gaan.
Een astronomische eenheid (AE) is een eenheid van afstand in de astronomie die ongeveer gelijk is aan de gemiddelde afstand vanEr wordt nu aangenomen dat het precies 149.597.870.700 meter is.
In principe is het theoretisch mogelijk om een of meer telescopen op deze afstand te plaatsen, waardoor een telescoop ter grootte van de zon ontstaat.Dit zou een resolutie van ongeveer 10 km² opleveren voor objecten op 100 lichtjaar afstand.
Wat te doen
Het verste ruimtevaartuig dat door de mensheid is gelanceerd, is Voyager 1, dat slechts 160 AU van de zon verwijderd is.Het is duidelijk dat wetenschappers nog een lange weg te gaan hebben voordat zo'n zonnetelescoop er isTot nu toe is dit alleen een project dat in de toekomst kan worden uitgevoerd. Dit vereist geen magische technologieën of nieuwe fysica, maar het vereist veel buitengewone technische oplossingen.
Foto: NASA
Maar zelfs in dit geval zullen wetenschappers worden geconfronteerdmet een ander probleem. Het gaat erom alle verzamelde gegevens te gebruiken om een accuraat beeld te creëren. Zoals het geval is met radiotelescopen, zal een “zonnelens” niet in staat zijn één beeld tegelijk te verkrijgen. Er is een gedetailleerd begrip nodig van hoe onze ster licht focust om exoplaneten in beeld te brengen. En dit is precies het probleem dat wetenschappers bereid zijn op te lossen.
Het probleem van telescopen en de oplossing van wetenschappers
Geen enkele telescoop is perfect.Een van de beperkingen van hun optische variaties houdt verband met diffractie. Wanneer lichtgolven door een telescopische lens gaan, kan het focusserende effect ervoor zorgen dat de golven enigszins met elkaar interfereren. Dit is defractie, waardoor het originele beeld kan vervagen en vervormen.
Als gevolg hiervan is er voor elke telescoop een oplossingDe grens van de beeldscherpte is de diffractielimiet. Hoewel een telescoop met een zwaartekrachtlens qua structuur en eigenschappen verschilt, heeft deze ook een diffractie-effect en een diffractielimiet.
In een onlangs gepubliceerde studieIn de Monthly Notices van de Royal Astronomical Society simuleerden wetenschappers zwaartekrachtlenzen van de zon. Het doel is om de diffractie-effecten ervan te observeren, die van invloed zullen zijn op de manier waarop astronomen verre objecten zoals exoplaneten waarnemen.
Waar komt het op neer?
Het bleek een telescoop met een zonnelens te zijnzal een laser van 1 W kunnen detecteren die afkomstig zou kunnen zijn van Proxima Centauri b. Dit is een planeet die slechts vier lichtjaren van de aarde verwijderd is. Wetenschappers hebben ontdekt dat de diffractielimiet over het algemeen veel kleiner is dan de algehele resolutie van de telescoop. In de toekomst zullen wetenschappers met behulp van een ‘zonnetelescoop’ details van 10 tot 100 km kunnen onderscheiden, afhankelijk van de waargenomen golflengte.
Krediet: Toth V.T. & Toerysjev, S.G.
Om te laten zien hoe een zonnetelescoop zou werken, simuleerden de wetenschappers een afbeelding van de aarde (hierboven) met een resolutie van 1024 × 1024 pixels op een afstand van Proxima Centauri (1,3 parsec).
Dat vonden natuurkundigen ook, zelfs op schaalonder de diffractielimiet konden astronomen andere objecten verkennen met behulp van de zon. Bijvoorbeeld neutronensterren. Ze zijn meestal te klein om hun kenmerken waar te nemen. Maar zo'n zwaartekrachttelescoop zal zelfs helpen om de verandering in de oppervlaktetemperatuur van deze objecten te bestuderen.
Kortom, de nieuwe studie bevestigde datObjecten zoals exoplaneten en neutronensterren kunnen met succes worden waargenomen met behulp van een telescoop met een zonnelens. Als alles goed gaat, zullen astronomen in de toekomst over een werkelijk revolutionair instrument beschikken.
Lees verder:
NASA onthulde de oorsprong van Haumea - de meest mysterieuze planeet in het zonnestelsel
Levende organismen hebben Mars onbewoonbaar gemaakt
De lever kan meer dan 100 jaar werken: wetenschappers vertelden hoe dit mogelijk is