С каждым годом астрономам удается заглянуть во все более дальние уголки Вселенной. Однако наряду с новыми открытиями у космической отрасли стремительно растут и «аппетиты»: в частности, ученым требуются все более мощные телескопы. Дабы удовлетворить растущие потребности на много лет вперед, команда исследователей Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Lab, JPL) предложила использовать в качестве наиболее сильного на данный момент увеличительного стекла самое крупное небесное тело нашей Солнечной системы — Солнце.
Согласно теории относительности Эйнштейна, массивные космические объекты порождают мощное гравитационное поле, которое искривляет ближайшее пространство. При этом вместе с пространством искривляются и траектории движения тех предметов, которые через него пролетают, включая свет. Ученые отмечают, что при определенных обстоятельствах световые волны отклоняются от первоначального направления движения столь значительно, что порождают эффект оптический линзы.
Данный эффект, именуемый «гравитационной линзой«, известен научному сообществу уже давно. С его помощью астрономы уже не единожды получали поистине уникальные данные: например, именно таким образом была обнаружена экзопланета Kepler 452b, которая находится в сотнях миллионов световых лет от Земли. Однако использовать в качестве линзы Солнце было предложено впервые — и в этом нет ничего удивительного, ибо здесь не все так просто.
Прежде всего, объясняют исследователи, дабы точно сфокусироваться на порождаемом Солнцем искривлении, приборы наблюдения необходимо разместить от него на расстоянии 550 астрономических единиц (1 а.е. эквивалентна 140 миллионам километров и равна расстоянию от Земли до Солнца). Для сравнения, запущенный в 1977 году зонд «Вояджер-1» сейчас находится на расстоянии 137 а.е. от Земли, при этом спутнику понадобилось свыше 40 лет, чтобы его преодолеть.
Кроме этого, гравитационная линза имеет и существенные ограничения: наблюдать определенную планетарную систему мы сможем только тогда, когда ее орбита выровнена по отношению к Солнцу и Земле. Как следствие, эта особенность технологии не позволит рассматривать интересующий нас участок неба в разных позициях и в разное время.
Впрочем, несмотря на технические трудности, гипотетический выигрыш при фактическом внедрении этой системы будет огромным. В настоящее время ученым трудно отличить экзопланету от ее звезды, поскольку получаемые данные представляют собой бесформенный набор пикселей. Но если воспользоваться солнечной гравитационной линзой, телескопы, оснащенные технологией Starshade (по сути, имеющие большой «зонт», который блокирует свет других звезд), смогут наблюдать экзопланеты такими, какими они есть.
Даже больше, теоретическое увеличение гравитационной линзы должно быть на порядки выше того, что предлагают нам существующие решения. Если сегодня на изображениях телескопов самые далекие планеты выглядят как точка размером в пару пикселей, то при помощи Солнца мы сможем получать снимки разрешением 1000х1000. Этого будет достаточно, чтобы в подробностях рассмотреть десятикилометровый квадрат поверхности интересующей нас планеты на расстоянии 100 световых лет и наконец узнать, как в действительности выглядят потенциально обитаемые миры.
Кроме этого, эффект увеличения позволит ученым точнее определять химический состав атмосферы отдаленных зкзопланет при помощи спектроскопии.
Таким образом, заключают исследователи, хотя их предложение довольно трудно воплотить в жизнь, работа над ним определенно будет того стоить.
Источник: Engadget