Відтоді, як 1992 року було відкрито першу екзопланету, астрономи виявили понад 5000 планет, що обертаються навколо інших зірок. Але коли астрономи виявляють нову екзопланету, ми мало що про неї дізнаємося: ми знаємо, що вона існує, і деякі її особливості, але решта залишається загадкою.
Щоб обійти фізичні обмеження телескопів, астрофізики Стенфордського університету працюють над новим концептуальним методом візуалізації, який буде в 1000 разів більш точним, ніж найпотужніша технологія візуалізації, що використовується в даний час.
Скориставшись ефектом викривлення простору-часу гравітацією, званим лінзуванням, вчені потенційно можуть маніпулювати цим явищем, щоб створювати зображення, набагато більш досконалі, ніж ті, які існують сьогодні.
У статті, опублікованій в The Astrophysical Journal, дослідники описують спосіб маніпулювання сонячним гравітаційним лінзуванням для спостереження за планетами за межами нашої Сонячної системи.
Розмістивши телескоп, Сонце та екзопланету на одній лінії з Сонцем посередині, вчені могли б використовувати гравітаційне поле Сонця для збільшення світла від екзопланети, коли воно проходить повз.
На відміну від збільшувального скла з вигнутою поверхнею, що ламає світло, гравітаційна лінза має викривлений простір-час, що дозволяє відображати віддалені об'єкти.
«Ми хочемо робити знімки планет, що поводяться навколо інших зірок, не гірше, ніж знімки, які ми можемо зробити з планетами в нашій Сонячній системі», - сказав Брюс Макінтош, професор фізики в Школі гуманітарних і природничих наук у Стенфорді. заступник директора Інституту астрофізики елементарних частинок і космології Кавлі (KIPAC). «За допомогою цієї технології ми сподіваємося зробити знімок планети на відстані 100 світлових років, який буде мати такий же вплив, як знімок Землі, зроблений Аполлоном-8».
Заковика в даний час полягає в тому, що пропонована вченими техніка вимагатиме набагато більш досконалих космічних подорожей, ніж ті, які доступні в даний час. Тим не менш, перспективи цієї концепції і те, що вона може розповісти про інші планети, роблять її гідною для подальшого розгляду і розвитку, кажуть дослідники.
Щоб отримати зображення екзопланети через сонячну гравітаційну лінзу, телескоп повинен бути розташований як мінімум в 14 разів далі від Сонця, ніж Плутон, за кордоном нашої Сонячної системи і далі, ніж люди коли-небудь відправляли космічний корабель. Але відстань між Сонцем і екзопланетою все одно буде в багато разів більшою.
«Розгинаючи світло, що ламається сонцем, можна створити зображення, що набагато перевершує зображення звичайного телескопа», - кажуть вчені. «Отже, науковий потенціал - це нерозкрита загадка, тому що він відкриває нові можливості спостереження, яких ще не існує».
Зараз, щоб отримати зображення екзопланети з роздільною здатністю, яку описують вчені, знадобиться телескоп у 20 разів ширший за Землю. Використовуючи гравітацію Сонця як телескоп, вчені можуть використовувати його як масивну природну лінзу.
Телескопа розміром з Хаббл у поєднанні з сонячною гравітаційною лінзою буде достатньо, щоб сфотографувати екзопланети з потужністю, достатньою для спостереження окремих деталей на поверхні.
"Сонячна гравітаційна лінза відкриває абсолютно нове вікно для спостереження. Вона дозволить дослідити детальну динаміку атмосфер планет, а також розподіл хмар і особливостей поверхні, які у нас зараз немає можливості вивчати ".
Дослідники кажуть, що пройде не менше 50 років, перш ніж ця технологія зможе бути розгорнута, а можливо, і більше. Знадобиться більш швидкий космічний корабель, тому що з сучасними технологіями подорож до потрібної точки може зайняти 100 років. Використовуючи сонячні вітрила або Сонце як гравітаційну рогатку, час може скоротитися до 20 або 40 років.
Вчені кажуть, що, незважаючи на невизначеність часової шкали, можливість побачити, чи є у деяких екзопланет континенти або океани, рухає ними. Наявність будь-якого фактора є переконливою ознакою того, що на далекій планеті може бути життя.
Дослідження було опубліковано в The Astrophysical Journal.