Солнечный телескоп засечет сигнал с соседней планеты: как он будет работать

Недалеко от Земли есть планета, известная как Проксима Центавра b. Возможно, там есть жизнь, но мы не можем ее засечь и изучить поверхность из-за недостаточно мощного оборудования. Ученые придумали решение, основанное на использовании гравитации Солнца. «Хайтек» рассказывает главное.

Одно из центральных предсказаний общей теории относительности (ОТО) состоит в том, что массивный объект — звезда, галактика или черная дыра — может отклонять свет, который проходит поблизости. Это значит, что свет от удаленных объектов гравитационно линзируется более близкими к нам объектами.

При правильных условиях гравитационное линзирование действует как своего рода естественный телескоп «из ничего». Он может увеличивать яркость и свет удаленных объектов. Астрономы уже использовали этот прием, чтобы наблюдать за некоторыми из самых далеких галактик во Вселенной. Теперь этот эффект хотят использовать, чтобы изучить объекты «поближе к дому».

Как тут поможет Солнце?

В качестве линзы для изучения близлежащих экзопланет можно использовать гравитационное линзирование Солнца. Так, свет, исходящий от инопланетного мира, будет гравитационно сфокусирован нашей звездой с фокусом в районе от 550 до 850 а.е., в зависимости от того, насколько близко свет экзопланеты проходит от Солнца.

Астрономическая единица (а. е.) — единица измерения расстояний в астрономии, примерно равная среднему расстоянию от Земли до Солнца. В настоящее время принята равной в точности 149 597 870 700 метрам. 

В принципе, теоретически на таком расстоянии можно разместить один или несколько телескопов, создав, таким образом, телескоп размером с Солнце. Это дало бы разрешение около 10 км² для объектов на расстоянии 100 световых лет.

Что делать?

Самый далекий космический корабль, запущенный человечеством, это «Вояджер-1», который находится всего в 160 а.е. от Солнца. Очевидно, что ученым еще предстоит сделать многое, прежде чем такой солнечный телескоп станет реальностью. Пока это только проект, который можно осуществить в будущем. Для этого не нужны магические технологии или новая физика, но требуется много неординарных инженерных решений.

Фото: НАСА

Но, даже в этом случае, ученые столкнуться с другой проблемой. Речь идет о том, чтобы использовать все собранные данных для создания точного изображения. Как и в случае с радиотелескопами, «солнечная линза» не сможет за один раз получить одно изображение. Потребуется детальное понимание того, как наша звезда фокусирует свет для изображения экзопланет. И вот как раз эту проблему ученые уже готовы решить.

Проблема телескопов и решение ученых

Ни один телескоп не идеален. Одно из ограничений их оптических вариаций связано с дифракцией. Когда световые волны проходят через телескопическую линзу, эффект фокусировки может привести к тому, что волны слегка интерферируют друг с другом. Это и есть дефракция, которая может размыть и исказить исходное изображение.

В итоге, для любого телескопа существует предел резкости изображения — дифракционный предел. Хотя телескоп с гравитационной линзой отличается по своей структуре и свойствам, у него тоже есть дифракционный эффект и дифракционный предел.

В исследовании, недавно опубликованном в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые смоделировали гравитационное линзирование Солнца. Цель — наблюдать его эффекты дифракции, которые повлияют на то, как астрономы будут наблюдать удаленные объекты, например, экзопланеты.

Что в итоге?

Оказалось, что телескоп с солнечной линзой сможет обнаружить лазер мощностью 1 Вт, который мог бы исходить от Проксимы Центавра b. Это планета, которая находится всего в четырех световых годах от Земли. Ученые обнаружили, что, в целом, дифракционный предел намного меньше, чем общее разрешение телескопа. В будущем, используя «солнечный телескоп» ученые смогут различать детали от 10 до 100 км в зависимости от наблюдаемой длины волны.

Авторы и права: Toth V. T. & Turyshev, S.G.

Чтобы показать, как будет работать солнечный телескоп, ученые смоделировали изображение Земли (выше) с разрешением 1024×1024 пикселей на расстоянии Проксимы Центавра (1,3 Парсек).

Также физики выяснили, что, даже при масштабах ниже дифракционного предела, с помощью Солнца астрономы смогли бы исследовать и другие объекты. Например, нейтронные звезды. Они, правило, слишком малы, чтобы можно наблюдать их особенности. Но такой гравитационный телескоп поможет изучать даже изменение температуры поверхности этих объектов.

В основном, новое исследование подтвердило, что такие объекты, как экзопланеты и нейтронные звезды, можно удачно наблюдать с помощью телескопа с солнечной линзой. Если все удастся, астрономы получат по-настоящему революционный инструмент в будущем.

Читать далее:

НАСА раскрыло происхождение Хаумеи — самой загадочной планеты Солнечной системы

Живые организмы сделали Марс непригодным для обитания

Печень может работать более 100 лет: ученые рассказали, как это возможно

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Как ИИ повышает эффективность и снижает риски обогатительных предприятий
Мнения
«Джеймс Уэбб» изучил загадочные кольца погибшей звезды
Космос
Открыт прием заявок на ежегодную премию Digital Leaders 2025
Новости
GigaChat научился искать информацию в сети: Сбер обновил ИИ-помощника
Новости
Созданы очки с искусственным интеллектом для незрячих людей
Новости
Минобрнауки продолжит программу кешбэка для инвесторов университетских стартапов
Новости
OpenAI представила GPT-4.1: модель с улучшенными возможностями для программистов
Новости
Китайские ученые превратили мох в губку, которая впитывает нефть
Наука
Университет Иннополис запускает бесплатные экскурсии в Центр робототехники
Иннополис
Интерактивная карта клетки человека раскрывает тайны детского рака костей
Наука
«Уэбб» раскрыл детали космической катастрофы: как звезда поглотила планету
Космос
Российский госсектор потратил 2,4 млрд рублей за год на оборудование для ИИ
Новости
Китайская компания анонсировала первый матч по боксу между роботами
Новости
Эта черная дыра «проснулась» настолько голодной, что нарушила все модели ученых
Космос
Мошенники начали использовать схему с домофоном, чтобы красть деньги с банковских карт
Новости
Галактика-соседка Млечного Пути начинает разрушаться: что происходит
Космос
Россиян поздравили с Днем космонавтики прямо с МКС
Космос
Разработаны «бактерии-шпионы»: они посылают сигнал, заметный с высоты
Наука
Ученые разработали «плащ-невидимку» для нейронов для лечения Паркинсона
Наука
В России разработали проект строительства атомной электростанции на Луне
Космос