Jednym z głównych przewidywań ogólnej teorii względności (GR) jest to, że masywny obiekt —
W odpowiednich warunkach grawitacjaSoczewkowanie działa jak naturalny teleskop z niczego. Może zwiększyć jasność i światło odległych obiektów. Astronomowie wykorzystali już tę technikę do obserwacji niektórych z najbardziej odległych galaktyk we Wszechświecie. Teraz chcą wykorzystać ten efekt do badania obiektów „bliżej domu”.
Jak słońce może pomóc?
Jako soczewka do nauki w pobliżuegzoplanety mogą wykorzystywać soczewkowanie grawitacyjne Słońca. Zatem światło pochodzące z obcego świata zostanie skupione grawitacyjnie przez naszą gwiazdę, skupiając się w obszarze od 550 do 850 jednostek astronomicznych, w zależności od tego, jak blisko światła egzoplanety przechodzi od Słońca.
Jednostka astronomiczna (AU)) to jednostka miary odległości w astronomii, w przybliżeniu równa średniej odległości Ziemi od Słońca. Obecnie przyjmuje się, że wynosi dokładnie 149 597 870 700 metrów.
W w zasadzie teoretycznie na tymMożna umieścić jeden lub więcej teleskopów w pewnej odległości, tworząc w ten sposób teleskop wielkości Słońca. Dałoby to rozdzielczość około 10 km² dla obiektów oddalonych o 100 lat świetlnych.
Co robić
Wystrzelono najdalszy statek kosmicznyludzkości, to jest Voyager 1, który znajduje się zaledwie 160 jednostek astronomicznych od Słońca. Oczywiście naukowcy mają jeszcze wiele do zrobienia, zanim taki teleskop słoneczny stanie się rzeczywistością. Na razie jest to jedynie projekt, który może zostać wdrożony w przyszłości. Nie wymaga to magicznych technologii ani nowej fizyki, ale wymaga wielu niezwykłych rozwiązań inżynieryjnych.
Zdjęcie: NASA
Ale nawet w tym przypadku naukowcy staną twarzą w twarzz kolejnym problemem. Chodzi o wykorzystanie wszystkich zebranych danych do stworzenia dokładnego obrazu. Podobnie jak w przypadku radioteleskopów, „soczewka słoneczna” nie będzie w stanie uzyskać jednego obrazu na raz. Konieczne będzie szczegółowe zrozumienie, w jaki sposób nasza gwiazda skupia światło w celu uzyskania obrazu egzoplanet. I to jest właśnie problem, który naukowcy są gotowi rozwiązać.
Problem teleskopów i rozwiązanie naukowców
Żaden teleskop nie jest idealny.Jedno z ograniczeń ich zmienności optycznej jest związane z dyfrakcją. Kiedy fale świetlne przechodzą przez soczewkę teleskopową, efekt ogniskowania może spowodować, że fale będą się nieznacznie zakłócać. Jest to defrakcja, która może rozmyć i zniekształcić oryginalny obraz.
W rezultacie dla każdego teleskopuGranicą ostrości obrazu jest granica dyfrakcji. Choć teleskop z soczewką grawitacyjną różni się budową i właściwościami, to posiada także efekt dyfrakcyjny i granicę dyfrakcyjną.
W niedawno opublikowanym badaniuW Monthly Notices of the Royal Astronomical Society naukowcy symulowali soczewkowanie grawitacyjne Słońca. Celem jest obserwacja efektów dyfrakcyjnych, które będą miały wpływ na sposób, w jaki astronomowie będą obserwować odległe obiekty, takie jak egzoplanety.
Jaki jest wynik finansowy?
Okazało się, że teleskop z soczewką słonecznąbędzie w stanie wykryć laser o mocy 1 W, który mógłby pochodzić z Proxima Centauri b. To planeta położona zaledwie cztery lata świetlne od Ziemi. Naukowcy odkryli, że ogólnie rzecz biorąc, granica dyfrakcyjna jest znacznie mniejsza niż całkowita rozdzielczość teleskopu. W przyszłości za pomocą „teleskopu słonecznego” naukowcy będą w stanie rozróżnić szczegóły od 10 do 100 km, w zależności od obserwowanej długości fali.
Źródło: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Aby pokazać, jak działa teleskop słoneczny, naukowcy przeprowadzili symulację obrazu Ziemi (powyżej) w rozdzielczości 1024×1024 pikseli w odległości Proxima Centauri (1,3 parseków).
Fizycy odkryli również, że nawet w skaliponiżej granicy dyfrakcji astronomowie mogli badać inne obiekty za pomocą Słońca. Na przykład gwiazdy neutronowe. Zazwyczaj są za małe, aby obserwować ich rysy. Ale taki teleskop grawitacyjny pomoże nawet zbadać zmianę temperatury powierzchni tych obiektów.
Zasadniczo nowe badanie to potwierdziłoObiekty takie jak egzoplanety i gwiazdy neutronowe można z powodzeniem obserwować za pomocą teleskopu z soczewką słoneczną. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, astronomowie będą mieli w przyszłości prawdziwie rewolucyjne narzędzie.
Czytaj więcej:
NASA ujawniła pochodzenie Haumei - najbardziej tajemniczej planety w Układzie Słonecznym
Żywe organizmy sprawiły, że Mars nie nadaje się do zamieszkania
Wątroba może pracować przez ponad 100 lat: naukowcy powiedzieli, jak to możliwe