Gravitační teleskop se „sluneční“ čočkou by mohl zobrazit exoplanety  
Vezměte vesmírný dalekohled, pošlete ho daleko od Slunce a tam ho nechte pozorovat exoplanetu, která se nachází přesně za Sluncem. Až budeme mít k dispozici pořádný kosmický pohon, tak bychom tímhle způsobem mohli pozorovat oceány, kontinenty nebo vegetaci na povrchu exoplanet.
Teleskop se sluneční čočkou. Kredit: Alexander Madurowicz.
Teleskop se sluneční čočkou. Kredit: Alexander Madurowicz.

Od roku 1992 jsme u jiných hvězd objevili přes 5 tisíc exoplanet. Je to úctyhodné číslo. Kromě toho, že existují, a několika zcela základních parametrů, o nich ale prakticky nic nevíme. Naše přístroje se sice bouřlivě rozvíjejí, ale budování nových pozemních i vesmírných teleskopů bývá náročné a zabere hodně času.

 

Bruce Macintosh. Kredit: KIPAC.
Bruce Macintosh. Kredit: KIPAC.

Astrofyzici Alexander Madurowicz a Bruce Macintosh z amerického Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC) na Stanford University navrhují rafinovaně obejít fyzikální limity dnešních konvenčních teleskopů se systémem, který by teoreticky mohl nabídnout tisíckrát přesnější zobrazování exoplanet než dnešní nejvýkonnější zobrazovací technologie.

 

Jejich gravitační teleskop využívá přírodní gravitační čočku, kterou svou gravitací vytváří samotné Slunce. Podle Madurowicze s Macintoshem bychom mohli umístit vesmírný teleskop tak, aby byl v jedné linii se Sluncem a pozorovanou exoplanetou. Pak by gravitační čočka Slunce ohýbala světelné paprsky takovým způsobem, že by nám to podstatně zvětšilo obraz zmíněné exoplanety.

 

Klasické optické čočky ohýbají světelné paprsky díky svému zakřivenému tvaru. Gravitační čočka, která je samozřejmě nesrovnatelně větší, ohýbá samotný časoprostor. Výsledek je v obou případech podobný. Jak věří Macintosh, s touto technologií bychom mohli pořídit snímek exoplanety vzdálené 100 světelných let, a ten snímek by měl podobný dopad na naší civilizaci, jako snímek Země pořízený během mise Apollo 8.

 

Alexander Madurowicz. Kredit: KIPAC.
Alexander Madurowicz. Kredit: KIPAC.

Pokud bychom poslali na správnou pozici vesmírný teleskop Hubbleho proporcí a využili sluneční čočku, mohli bychom podle badatelů na 100 světelných let vzdálené exoplanetě pozorovat jemné detaily. Když bychom o to usilovali s tradičním teleskopem, musel by být asi 20krát širší než planeta Země. Proč se o něco takového vůbec snažit? Viděli bychom, zda má dotyčná exoplaneta oceán, kontinenty či vegetaci, což je velmi zásadní informace.

 

Samotná technologie gravitačního teleskopu se sluneční čočkou není zase tak složitá. Zásadní problém ale představuje kosmický pohon. Se současným pohonem by takový teleskop letěl do potřebné vzdálenosti od Slunce asi tak 100 let. S využitím solárních plachet nebo gravitačního praku Slunce by to mohlo být 40 nebo jen 20 let. Tak či onak, v dohledné době to asi nebude, ale nápad to není špatný.

 

Video: HEDS | Direct Imaging of Extrasolar Planets

 

Literatura

Stanford News 2. 5. 2022.

Astrophysical Journal 930: 19.

Datum: 03.05.2022
Tisk článku

Související články:

Astronomové chtějí použít Slunce jako ultimátní teleskop     Autor: Stanislav Mihulka (22.03.2017)
Nové měření osudové Hubbleovy konstanty gravitačními čočkami     Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2019)
Zemi by mohli detekovat z více než 1000 blízkých hvězdných systémů     Autor: Stanislav Mihulka (23.10.2020)



Diskuze:

Další nesmysl :)

Martin Zeithaml,2022-05-06 10:21:32

Ve vzdálenosti od slunce kde gravitace ještě nějak efektivně ohýbá světlo, je tolik zářícího materiálu, že jsou vidět jen opravdu nejjasnější objekty a to exoplanety rozhodně nejsou.

Odpovědět

mi připadá trochu nereálné...

Ladislav Truska,2022-05-03 22:22:03

při potřebné vzdálenosti od slunce je také potřebná přesná pozice vůči sledované exoplanetě... Neboli vynaložíte extrémní náklady potřebné k tomu, abyste umístili dalekohled na potřebné místo a to kvůli jediné exoplanetě.., která zcela zaručeně nebude ta, kterou jste hledali...

Odpovědět


Re: mi připadá trochu nereálné...

Pepa Vondrák,2022-05-04 12:17:27

Musíte si je vytipovat něčím menším, pak už půjdete na jistotu.

Odpovědět

Podobny jev je videt u FVE

Petr Zaloha,2022-05-03 19:06:58

Mam domaci FVE a pozoruji podobny jev. Kdyz sviti slunicko a nejsou mraky, tak FVE dava ustaleny vykon. Ale kdyz se blizi mrak, tak par vterin pred zastinenim se najednou zvysi vykon aby pak nasledne klesnul. Chapu to tak, ze hrana mraku ohyba paprsky a v urcitem bode se slunecni svit zvysi a v jinem bode zase snizi. Je to interference svetla, kterou znam jeste z fyziky. Nebo ma nekdo jine vysvetleni?
Pokud by tomu bylo tak, tak by se vyplatilo provozovat FVE vzdy na hranici svetla a stinu. Akorat by to muselo byt pojizne aby to bylo vzdy na spravnem miste.

Odpovědět


Re: Podobny jev je videt u FVE

Radoslav Porizek,2022-05-04 22:45:39

Skor by som typoval, ze hrana mraku bude odrazat svetlo nez ho ohybat.

Odpovědět

Další potíž

Michal Kejík,2022-05-03 17:22:09

Stávající vesmírné dalekohledy musí dodržet minimální úhlový odstup od Slunce, např. Hubble 60°, o Webbovi nemluvě. I v podstatně větší vzdálenosti od Slunce bude potřebné ochranu před slunečním zářením vyřešit.

Odpovědět


Re: Další potíž

Radoslav Porizek,2022-05-04 22:42:46

Ochranu riesit netreba, pretoze dalekohlad by bol daleko za hranicou Slnecnej sustavy. Slnko bude zhruba este 20-nasobne slabsie, nez je teraz od Voyager-u : https://physics.stackexchange.com/questions/45898/view-of-the-sun-from-voyager-1

Vyriesit treba odtienenie Slnka s minimalnym sumom.

Odpovědět

Pozerat sa cez hviezdu

Radoslav Porizek,2022-05-03 10:06:49

Ona potrebna fokalna vzdialenost od Slnka je minimalne 550 AU, co je daleko za Slnecnou sustavou, zhruba 4-krat dalej, nez su teraz od Slnka vzdialene Voyager 1 a Voyager 2.

Aj ked ide o velku vzdialenost, stale chceme pozorovat objekt cez ziariacu hviezdu, co vyzera na prvy pohlad ako nezmysel. Na druhy pohlad to vyzera, ze napad moze mat zasadne problemy s odtienenim riadiacneho sumu Slnka: opticky a interakciou svetla zo slnecnou koronou.

Odpovědět


Re: Pozerat sa cez hviezdu

Radoslav Porizek,2022-05-03 10:23:03

K "druhemu pohladu" som zabudol pridat link, tu je: https://arxiv.org/abs/1604.06351

Odpovědět

Václav Čermák,2022-05-03 09:41:11

Tohle by bylo určitě fajn. Nicméně také by se dalo udělat více menších dalekohledů rozmístěných do vzdálenosti jako je v článku (20x rozměr Země), propojených interferometricky. Ano, zatím to jakž takž zvládáme jenom v měřítku cca Země a pro radiové vlny, ale je otázka, jestli by se dřív povedlo tohle spřažení nebo pořádný pohon, který by umožnil to, co je popsané v článku.

Odpovědět


Re:

Radoslav Porizek,2022-05-03 10:13:51

Typujem, ze pri slednovani nesvietiaceho objektu vzdialeneho 100 svetelnych rokov bude kriticke zosilnenie signalu, nie rozlisovacia schopnost sustavy. A teda 20x rozmer Zeme treba skor brat ako plochu 400x Zeme, z ktorej je potrebne sustredit dopadajuci signal na jedno miesto.

Odpovědět


Re: Re:

Václav Čermák,2022-05-03 10:21:51

Spíš je třeba odstínit světlo hvězdy, kolem které planeta obíhá. Nějaké přímé smínky exoplanet obíhajících dále od svých hvězd už jsou i ze stávajících dalekohledů, takže ten malý jas se asi zvládnout dá.

Odpovědět


Re: Re:

Jan Novák9,2022-05-05 13:24:25

Malý jas se řeší dlouhou expozicí. Je daleko jednodušší použít půlroční nebo roční expozici než poslat teleskop 550AU daleko. Momentálně nejrychlejší člověkem vyrobený objekt jsou Voyagery, letí už 44 let a jsou teprve 156 AU daleko.

Na realizaci byste si musel pár tisíc let počkat na startrek Enterprise s dilithiovým pohonem.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Radoslav Porizek,2022-05-05 20:16:07

Rocna expozicia rotujucej planety (maju sa ziskat detaily jej povrchu) je asi taky dobry napad, ako hodinova expozicia sportovej momentky.

V clanku sa pise o 20 az 100 rokov na dosiahnutie potrebnej orbity sucasne dostupnymi prostriedkami.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace