Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Ученые описали гравитационный телескоп, который сможет снимать экзопланеты

Ученые описали гравитационный телескоп, который сможет снимать экзопланеты
С тех пор, как в 1992 году была открыта первая экзопланета, астрономы обнаружили более 5000 планет, вращающихся вокруг других звезд. Но при обнаружении новой экзопланеты мы мало что о ней узнаем: знаем, что она существует, и некоторые ее особенности, но остальное остается загадкой.


Чтобы обойти физические ограничения телескопов, астрофизики Стэнфордского университета работают над новым концептуальным методом визуализации, который будет в 1000 раз более точным, чем самая мощная технология визуализации, используемая в настоящее время. Воспользовавшись эффектом искривления пространства-времени гравитацией, называемым линзированием, ученые потенциально могут манипулировать этим явлением для создания более совершенных изображений, чем те, которые существуют сегодня.

В статье, опубликованной 2 мая в The Astrophysical Journal, исследователи описывают способ манипулирования солнечным гравитационным линзированием для наблюдения за планетами за пределами Солнечной системы. Разместив телескоп, Солнце и экзопланету на одной линии со звездой посередине, ученые могли бы использовать гравитационное поле Солнца для увеличения света от экзопланеты, когда она проходит мимо. В отличие от увеличительного стекла с изогнутой поверхностью, преломляющей свет, гравитационная линза имеет искривленное пространство-время, что позволяет отображать удаленные объекты.

«Мы хотим делать снимки планет вокруг других звезд не хуже, чем снимки планет в нашей Солнечной системе», — сказал Брюс Макинтош, профессор физики в Школе гуманитарных и естественных наук Стэнфорда, заместитель директора Института астрофизики элементарных частиц и космологии Кавли (KIPAC). «С помощью этой технологии мы надеемся сделать снимок планеты на расстоянии 100 световых лет, который будет такого же качества, как снимок Земли, сделанный Аполлоном-8».

Загвоздка в настоящее время в том, что предлагаемая ими техника потребует более совершенных космических путешествий, чем доступные в настоящее время. И все же перспективы этой концепции и то, что она может рассказать о других планетах, делают ее достойной дальнейшего рассмотрения и развития, говорят исследователи.

Преимущества легкого изгиба

Гравитационное линзирование экспериментально не наблюдалось до 1919 года во время солнечного затмения. Поскольку луна заслоняла солнечный свет, ученые смогли увидеть звезды рядом с солнцем, смещенные от их известных положений. Это было недвусмысленным доказательством того, что гравитация может искривлять свет, и первым наблюдательным доказательством того, что теория относительности Эйнштейна верна. Позже, в 1979 году, фон Эшлеман, профессор Стэнфорда, опубликовал подробный отчет о том, как астрономы и космические корабли могут использовать солнечную гравитационную линзу.

Но только в 2020 году метод визуализации был подробно изучен для наблюдения за планетами. Слава Турышев из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института описал метод, при котором космический телескоп может использовать ракеты для сканирования лучей света от планеты для восстановления четкого изображения, но этот метод потребует много топлива и времени.

Опираясь на работу Турышева, доктор философии Александр Мадурович, студент KIPAC изобрел новый метод, который может реконструировать поверхность планеты по одному снимку, сделанному прямо на Солнце. Захватывая кольцо света вокруг Солнца, образованное экзопланетой, алгоритм, разработанный Мадуровичем, может не искажать свет от кольца, обращая вспять изгиб от гравитационной линзы, которая превращает кольцо обратно в круглую планету.

Мадурович продемонстрировал работу, используя изображения вращающейся Земли, сделанные спутником DSCOVR, который находится между Землей и Солнцем. Затем он использовал компьютерную модель, чтобы увидеть, как будет выглядеть Земля, если смотреть сквозь искажающие эффекты гравитации Солнца. Применив свой алгоритм к наблюдениям, Мадурович смог восстановить изображения Земли и доказать правильность расчетов.


Чтобы получить изображение экзопланеты через солнечную гравитационную линзу, телескоп должен быть расположен как минимум в 14 раз дальше от Солнца, чем Плутон, за границей Солнечной системы и дальше, чем люди когда-либо отправляли космический корабль. Но расстояние между Солнцем и экзопланетой составляет ничтожную долю световых лет.

«Разгибая свет, преломляемый Солнцем, можно создать изображение, намного превосходящее изображение обычного телескопа», — сказал Мадурович. «Итак, научный потенциал — это нераскрытая загадка, потому что он открывает новые возможности наблюдения, которых еще не существует».

Достопримечательности за пределами Солнечной системы

В настоящее время, чтобы получить изображение экзопланеты с разрешением, которое описывают ученые, понадобится телескоп в 20 раз шире Земли. Используя гравитацию Солнца как телескоп, возможно использовать его как массивную естественную линзу. Телескопа размером с Хаббл в сочетании с солнечной гравитационной линзой было бы достаточно, чтобы сфотографировать экзопланеты с достаточной мощностью для запечатления мелких деталей на поверхности.

«Солнечная гравитационная линза открывает совершенно новое окно для наблюдения», — сказал Мадурович. «Это позволит исследовать детальную динамику атмосфер планет, а также распределение облаков и особенностей поверхности, которые у нас сейчас нет возможности изучать».

И Мадурович, и Макинтош говорят, что пройдет не менее 50 лет, прежде чем эта технология сможет быть развернута, а возможно, и дольше. Чтобы это было принято, понадобится более быстрый космический корабль, потому что с современными технологиями путешествие к линзе может занять 100 лет. Используя солнечные паруса или Солнце в качестве гравитационной рогатки, время может сократиться до 20 или 40 лет. По словам Макинтоша, несмотря на неопределенность временной шкалы, ими движет возможность увидеть, есть ли у некоторых экзопланет континенты или океаны. Наличие любого из них является убедительным признаком того, что на далекой планете может быть жизнь.

«Это один из последних шагов в выяснении того, есть ли жизнь на других планетах», — сказал Макинтош. «Сфотографировав другую планету и увидев зеленые участки, которые являются лесами, и голубые пятна океанов — с этим было бы трудно утверждать, что на ней нет жизни».

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Intracept убирает хронической боли в спине с помощью тепла

Intracept убирает хронической боли в спине с помощью тепла

Постоянная боль в пояснице стала изнурительной проблемой для миллионов людей во всем мире, и ее нелегко лечить. Технология под названием Intracept создает волны, осторожно доставляя тепло к пораженному позвонку, чтобы заглушить нервные сигналы и сдержать хроническую боль.

Intracept был разработан медицинской фирмой Relievant Medsystems и основан на минимально инвазивной процедуре, направленной на устранение распространенного источника боли в пояснице, исходящей от позвоночника. Такой тип боли передается через базивертебральный нерв, который проходит через позвонки, включая замыкательные пластинки позвонков и фрагменты хрящей и костей между дисками. Когда пациент н...
05.10.22 09:12
0
0
Нобелевская премия по физике присуждена исследователям квантовой запутанности

Нобелевская премия по физике присуждена исследователям квантовой запутанности

Нобелевская премия по физике 2022 года была присуждена трем ученым за их работу в области новаторской квантовой информатики. Ален Аспе, Джон Ф. Клаузер и Антон Цайлингер провели одни из первых экспериментов с запутанными фотонами, открыв будущее для коммерческих квантовых компьютеров.

Жуткий мир квантовой физики предсказывает несколько неожиданных странностей, включая квантовую запутанность. Это состояние позволяет двум частицам настолько переплестись друг с другом, что изменения, внесенные в одну, мгновенно повлияют на другую, независимо от того, насколько далеко они друг от друга. Эта идея обеспокоила даже Эйнштейна, который утверждал, что квантовая физика является «неполной...
05.10.22 07:18
0
0
Самой белой краской в мире теперь может покрывать автомобили и самолеты

Самой белой краской в мире теперь может покрывать автомобили и самолеты

В прошлом году инженеры из Университета Пердью использовали свой опыт в области материаловедения для производства самой белой в мире краски, способной отражать около 98% падающего солнечного света и, следовательно, обладающей большим потенциалом, когда речь идет об энергоэффективности зданий.

Команда внесла некоторые изменения в рецепт и выпустила более тонкую и легкую версию, которая, по их словам, идеально подходит для использования в автомобилях, поездах и самолетах. Первоначальная версия ультрабелой краски обязана своей исключительной способностью отражать солнечный свет включению сульфата бария - химического соединения, используемого в фотобумаге и косметике. Он был добавлен в см...
05.10.22 07:02
0
0
Хаббл обнаружил величественную спиральную галактику

Хаббл обнаружил величественную спиральную галактику

Величественные широкие рукава спиральной галактики NGC 5495 стали видны с помощью Широкоугольной камеры 3 космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА на новом изображении.

NGC 5495, расположенная примерно в 300 миллионах световых лет от Земли в созвездии Гидры, представляет собой сейфертовскую галактику с особенно яркой центральной областью. В этих светящихся ядрах, известных астрономам как активные галактические ядра, преобладает свет, излучаемый пылью и газом, падающими в сверхмассивную черную дыру. Это изображение получено из серии наблюдений, сделанных астроном...
04.10.22 07:51
0
0
Хаббл обнаружил величественную спиральную галактику

Хаббл обнаружил величественную спиральную галактику

Величественные широкие рукава спиральной галактики NGC 5495 стали видны с помощью Широкоугольной камеры 3 космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА на новом изображении.

NGC 5495, расположенная примерно в 300 миллионах световых лет от Земли в созвездии Гидры, представляет собой сейфертовскую галактику с особенно яркой центральной областью. В этих светящихся ядрах, известных астрономам как активные галактические ядра, преобладает свет, излучаемый пылью и газом, падающими в сверхмассивную черную дыру. Это изображение получено из серии наблюдений, сделанных астроном...
04.10.22 07:51
0
0
НАСА и SpaceX изучают возможности продления срока службы Хаббла

НАСА и SpaceX изучают возможности продления срока службы Хаббла

НАСА и SpaceX договорились изучить возможность заключения с компанией Илона Маска контракта на вывод космического телескопа Хаббл на более высокую орбиту с целью продления срока службы, сообщило в четверг космическое агентство США.

Знаменитая обсерватория работает с 1990 года на высоте около 540 километров над Землей на орбите, которая со временем медленно уменьшается.У Хаббла нет бортового двигателя, чтобы противостоять небольшому, но все же существующему атмосферному сопротивлению в этой области космоса, и его высота ранее уже восстанавливалась во время миссий космического Шаттла.Предлагаемые новые усилия будут включать ка...
30.09.22 08:29
0
0
Хаббл обнаружил экран, защищающий пару карликовых галактик

Хаббл обнаружил экран, защищающий пару карликовых галактик

В течение миллиардов лет крупнейшие галактики-спутники Млечного Пути — Большое и Малое Магеллановы Облака — совершали опасные трюки. Вращаясь друг вокруг друга по мере того, как притягивались к нашей галактике, они начали распутываться, оставляя за собой следы газообразных обломков.

И все же, к удивлению астрономов, эти карликовые галактики остаются нетронутыми, и в них продолжается бурное звездообразование. «Многие люди изо всех сил пытались объяснить, как потоки материала могли оказаться там», — сказал Дханеш Кришнарао, доцент Колорадского колледжа. «Если газ был удален из этих галактик, как они все еще формируют звезды?» С помощью данных космического телескопа Хаббла НАС...
29.09.22 07:23
0
0
Китайские астрономы обнаружили более 1600 новых звездных скоплений

Китайские астрономы обнаружили более 1600 новых звездных скоплений

Анализируя данные со спутника Gaia, астрономы из Китайского западного педагогического университета обнаружили 1656 новых звездных скоплений в галактике Млечный Путь.

В общем случае звездные скопления представляют собой большие гравитационно связанные группы звезд. Они воспринимаются как важные лаборатории для изучения эволюции звезд и самих скоплений. Звездные скопления также являются хорошими трассерами для изучения структуры Млечного Пути. По оценкам, Млечный Путь может содержать около 100 000 звездных скоплений. Исследователи предполагают, что многие неотк...
28.09.22 07:15
0