Csillagászok egy olyan gravitációs teleszkópot akarnak építeni, amivel közvetlen és részletes képet kaphatnak a sok száz fényévnyire lévő bolygókról

Az első exobolygó 1992-es felfedezése óta eltelt idő alatt a csillagászok több mint 5000 bolygót észleltek más csillagok körül. Ám amikor a ...

Az összeomlás szélére jutott Arecibo Obszervatórium nem fürkészi tovább az univerzum titkait, hamarosan végleg lebontják

Lefotózták a mélyűrben a csillagformáló felhőket átszövő mágneses mezőket

A NASA egy gigantikus teleszkópot hozna létre a Hold túlsó oldalán

Az első exobolygó 1992-es felfedezése óta eltelt idő alatt a csillagászok több mint 5000 bolygót észleltek más csillagok körül. Ám amikor a csillagászok új exobolygót észlelnek, nem sokat tudunk meg róla: tudjuk, hogy létezik, és ismerjük néhány jellemzőjét, de a többi rejtély.

A teleszkópok fizikai korlátainak megkerülésére a Stanford Egyetem asztrofizikusai egy új fogalmi képalkotási technikán dolgoznak, amely 1000-szer pontosabb lenne, mint a jelenleg használt legerősebb képalkotó technológia.

A gravitáció téridőre gyakorolt ​​torzító hatását, az úgynevezett lencsét kihasználva a tudósok potenciálisan manipulálhatják ezt a jelenséget, hogy a jelenleginél sokkal fejlettebb képalkotást hozzanak létre.

A The Astrophysical Journal című folyóiratban május 2-án megjelent cikkben a kutatók egy módszert írnak le a szoláris gravitációs lencsék manipulálására a Naprendszerünkön kívüli bolygók megtekintésére.

Ha egy távcsövet, a Napot és az exobolygót egy vonalba helyezik a Nappal a közepén, a tudósok a Nap gravitációs mezőjét felhasználva felnagyíthatják az exobolygó elhaladó fényét. A fényt meghajlító görbe felületű nagyítóval szemben a gravitációs lencsék ívelt téridővel rendelkeznek, amely lehetővé teszi a távoli tárgyakról való képalkotást.

"Szeretnénk képeket készíteni olyan bolygókról, amelyek más csillagok körül keringenek, és olyan jók, mint a saját naprendszerünk bolygóiról készíthető képek," - mondta Bruce Macintosh, a Stanford Bölcsészettudományi Iskolájának fizika professzora.

"Reméljük, hogy ezzel a technológiával képet készíthetünk egy 100 fényévnyire lévő bolygóról, amely ugyanolyan, mint az Apollo 8 Földről készült képe."

A probléma jelenleg az, hogy a javasolt technikájuk a manapság elérhetőnél fejlettebb űrutazást igényelne. Ezt az elképzelést, hogy más bolygók részletesen felfedezhetők, továbbra is érdemes továbbgondolni és fejleszteni, mondták a kutatók.

A fényhajlítás előnyei

A gravitációs lencséket kísérletileg csak 1919-ben figyelték meg egy napfogyatkozás során. Amikor a Hold eltakarta a Nap fényét, a tudósok képesek voltak látni a Nap közelében lévő csillagokat az ismert helyzetükhöz képest eltolódva.

Ez egyértelmű bizonyítéka volt annak, hogy a gravitáció képes elhajlítani a fényt, és az első megfigyelési bizonyíték arra, hogy Einstein relativitáselmélete helyes. Később, 1979-ben Von Eshleman, egy stanfordi professzor részletes beszámolót közölt arról, hogyan aknázhatják ki a csillagászok és az űrhajók a Nap gravitációs lencséjét.

A képalkotási technikát azonban csak 2020-ban vizsgálták meg részletesen a bolygók megfigyelése érdekében. Slava Turyshev, a California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory munkatársa egy olyan technikát írt le, amelyben egy űrtávcső képes körbepásztázni a bolygó fénysugarait, hogy tiszta képet alkosson, de a technika sok üzemanyagot és időt igényelne.

Turyshev munkájára építve Alexander Madurowicz, a Kavli Részecske Asztrofizikai és Kozmológiai Intézet diákja feltalált egy új módszert, amely képes rekonstruálni a bolygó felszínét egyetlen képből, amely közvetlenül a Napba néz. Az exobolygó által alkotott Nap körüli fénygyűrű rögzítésével a Madurowicz által tervezett algoritmus a gravitációs lencse által kiváltott hajlítás megfordításával eltávolítja a gyűrűből kiáramló fényt, ami a gyűrűt kerek bolygóvá változtatja vissza.

Madurowicz a forgó Földről a Föld és a Nap között elhelyezkedő DSCOVR műhold képeivel mutatta be munkáját. Ezután számítógépes modellt használt, hogy megnézze, hogyan néz ki a Föld a Nap gravitációjának torzító hatásain keresztül. A megfigyelésekre alkalmazva algoritmusát Madurowicz vissza tudta állítani a Földről készült képeket, és bebizonyította, hogy számításai helyesek.

Ahhoz, hogy a Nap gravitációs lencséjén keresztül exobolygó-képet rögzítsünk, egy távcsövet legalább 14-szer távolabb kell elhelyezni a Naptól, mint a Plútó, a Naprendszerünk peremén túl, és messzebbre, mint amennyire az emberek valaha is űrhajót küldtek.

Látnivalók a Naprendszeren túl

Jelenleg ahhoz, hogy egy exobolygót a tudósok által leírt felbontással leképezzünk, a Földnél 20-szor szélesebb teleszkópra lenne szükségünk. A Nap gravitációját távcsőként használva a tudósok ezt hatalmas természetes lencseként tudják kihasználni. Egy Hubble méretű teleszkóp a gravitációs naplencsével kombinálva elegendő lenne az exobolygók felvételéhez, amelyek elegendő erővel rendelkeznek ahhoz, hogy finom részleteket rögzítsenek a felszínen.

"A napgravitációs lencse teljesen új ablakot nyit a megfigyeléshez," - mondta Madurowicz. "Ez lehetővé teszi a bolygó légkörének részletes dinamikájának, valamint a felhők és a felszíni jellemzők eloszlásának vizsgálatát, amelyeket jelenleg nincs módunk megvizsgálni."

Madurowicz és Macintosh is azt állítja, hogy legalább 50 évnek kell eltelnie ahhoz, hogy ezt a technológiát bevezessék. Ennek elfogadásához gyorsabb űrhajókra lesz szükségünk, mert a jelenlegi technológiával akár 100 évig is eltarthat az objektívig való eljutás.


Ha a napvitorlákat vagy a Napot gravitációs csúzliként használjuk, az idő akár 20 vagy 40 év is lehet. Az idővonal bizonytalansága ellenére az a lehetőség, hogy megnézzük, vannak-e kontinensek vagy óceánok egyes exobolygókon, Macintosh szerint ösztönzi őket. Bármelyik jelenléte azt jelzi, hogy lehet élet egy távoli bolygón.

"Ez az egyik utolsó lépés annak felderítéséhez, hogy van-e élet más bolygókon," - mondta Macintosh. "Ha egy másik bolygóról készítünk képet, ránézhetünk, és esetleg zöld foltokat láthatunk, amelyek erdők, és kék foltokat, amelyek óceánok - ezzel nehéz lenne vitatkozni, hogy nincs élet." (1)

(1) - https://phys.org/news/2022-05-scientists