Одне з центральних передбачень загальної теорії відносності (ОТО) полягає в тому, що масивний об'єкт
За правильних умов гравітаційнелінзування діє як свого роду природний телескоп «із нічого». Він може збільшувати яскравість і світло віддалених об'єктів. Астрономи вже використовували цей прийом, щоб спостерігати за деякими з найдальших галактик у Всесвіті. Тепер цей ефект хочуть використовувати, щоб вивчити об'єкти «ближче до будинку».
Як тут допоможе Сонце?
В якості лінзи для вивчення прилеглихЕкзопланет можна використовувати гравітаційне лінзування Сонця. Так, світло, що виходить від інопланетного світу, буде гравітаційно сфокусоване нашою зіркою з фокусом в районі від 550 до 850 а.е., в залежності від того, наскільки близько світло.
Астрономічна одиниця (а.) - одиниця виміру відстаней в астрономії, приблизно рівна середній відстані від Землі до Сонця. В даний час прийнята рівною в точності 149 597 870 700 метрів.
В принципі, теоретично на такомуна відстані можна розмістити один або кілька телескопів, створивши, таким чином, телескоп розміром з Сонце. Це дало дозвіл близько 10 км² для об'єктів на відстані 100 світлових років.
Що робити?
Найдальший космічний корабель, запущенийлюдством, це «Вояджер-1», який знаходиться всього в 160 а.е. від Сонця. Очевидно, що вченим ще треба зробити багато, перш ніж такий сонячний телескоп стане реальністю. Поки що це тільки проект, який можна здійснити в майбутньому. Для цього не потрібні магічні технології або нова фізика, але потрібно багато неординарних інженерних рішень.
Фото: НАСА
Але, навіть у цьому випадку, вчені зіткнутисяз іншою проблемою. Йдеться про те, щоб використовувати всі зібрані дані для створення точного зображення. Як і в випадку з радіотелескопами, «сонячна лінза» не зможе за один раз отримати одне зображення. Потрібне детальне розуміння того, як наша зірка фокусує світло для зображення екзопланет. І саме цю проблему вчені вже готові вирішити.
Проблема телескопів та вирішення вчених
Ні один телескоп не ідеальний.Одне з обмежень їх оптичних варіацій пов'язане з дифракцією. Коли світлові хвилі проходять через телескопічну лінзу, ефект фокусування може призвести до того, що хвилі злегка інтерферують один з одним. Це і є дефракція, яка може розмити і спотворити вихідне зображення.
В результаті, для будь-якого телескопа існуємежа різкості зображення - дифракційна межа. Хоча телескоп з гравітаційною лінзою відрізняється за своєю структурою і властивостями, у нього теж є дифракційний ефект і дифракційна межа.
В дослідженні, нещодавно опублікованомуMonthly Notices of the Royal Astronomical Society, вчені змоделювали гравітаційне лінзування Сонця. Мета - спостерігати його ефекти дифракції, які вплинуть на те, як астрономи спостерігатимуть віддалені об'єкти, наприклад, екзопланети.
Що в підсумку?
Виявилося, що телескоп з сонячною лінзоюзможе виявити лазер потужністю 1 Вт, який міг виходити від Проксими Центавра b. Це планета, яка знаходиться всього в чотирьох світлових роках від Землі. роздільна здатність телескопа. В майбутньому, використовуючи «сонячний телескоп» вчені зможуть розрізняти деталі від 10 до 100 км в залежності від довжини хвилі.
Автори та права: Toth V. T. & Turyshev, S.G.
Щоб показати, як працюватиме сонячний телескоп, вчені змоделювали зображення Землі (вище) з роздільною здатністю 1024×1024 пікселів на відстані Проксіми Центавра (1,3 Парсек).
Також фізики з'ясували, що, навіть за масштабівнижче за дифракційну межу, за допомогою Сонця астрономи змогли б дослідити й інші об'єкти. Наприклад, нейтронні зірки. Вони, як правило, занадто малі, щоб можна спостерігати їх особливості. Але такий гравітаційний телескоп допоможе вивчати зміну температури поверхні цих об'єктів.
В основному нове дослідження підтвердило, щотакі об'єкти, як екзопланети та нейтронні зірки, можна вдало спостерігати за допомогою телескопа з сонячною лінзою. Якщо все вдасться, астрономи отримають по-справжньому революційний інструмент у майбутньому.
Читати далі:
НАСА розкрило походження Хаумеї — найзагадковішої планети Сонячної системи
Живі організми зробили Марс непридатним для проживання.
Печінка може працювати понад 100 років: вчені розповіли, як це можливо