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
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
-1
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0
2
Впервые представлен бестопливный генератор электроэнергии от компании Neutrino Energy Group

Впервые представлен бестопливный генератор электроэнергии от компании Neutrino Energy Group

Технологическое развитие экономики и общества неразрывно связано с появлением новых материалов и исследованием их свойств, в частности наноматериалов.

Если проанализировать наиболее критичные области экономики, которые находятся сегодня в эпицентре санкций и антисанкций, - это энергоресурсы и IT, в первую очередь, разработки различных чипов. Но развитие любой из стран, в первую очередь, попадающих под различные ограничения, показывает, что не только правительста и госкомпании, но и национальный бизнес готов направлять финансовые инвестиции и ин...
27.01.23 18:23
0
0
Тороидальные винты: бесшумный переворот в воздухе и воде

Тороидальные винты: бесшумный переворот в воздухе и воде

Такие винты странной формы с витыми тороидами выглядят как революционное достижение для авиации и морского сектора. Радикально тише, чем традиционные пропеллеры как в воздухе, так и в воде, они также демонстрируют значительный прирост эффективности.

Пропеллеры предназначены для подачи воздуха или воды и использования вращательного движения для их проталкивания. В некотором смысле они являются эволюцией винта Архимеда, который использовался в Древнем Египте за тысячи лет до того, как он был описан Архимедом в 234 году до нашей эры. Однако для устройств, предназначенных для вращения, в течение очень долгого времени было мало революционных изме...
27.01.23 16:16
0
-1
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0
0
Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутренняя часть нашей планеты — очень загадочное место, и теперь ученые раскрыли новую странную тайну. Согласно новому исследованию, внутреннее ядро Земли недавно перестало вращаться относительно поверхности в рамках многолетнего цикла.

С тысячами километров горных пород на пути трудно получить хорошее представление о том, что именно происходит в центре Земли. Ученым приходится изучать его косвенно, измеряя изменения магнитного поля, древние кристаллы или то, как сейсмические волны от землетрясений распространяются сквозь разные слои. Это помогло геологам узнать новые детали, в том числе то, что ядро могло состоять из суперионног...
26.01.23 10:17
0
4
Двигатели спутников могут стать намного мощнее

Двигатели спутников могут стать намного мощнее

Считалось, что двигатели на эффекте Холла, широко используемые на орбите, должны быть большими для создания большей тяги. Новое исследование Мичиганского университета предполагает, что небольшие двигатели Холла могут генерировать гораздо большую тягу, что потенциально делает их кандидатами для межпланетных миссий.

«Раньше люди думали, что можно пропустить только определенное количество тока через площадь двигателя, что, в свою очередь, напрямую переводится в то, сколько силы или тяги получится создать на единицу площади», — сказал Бенджамин Йорнс, доцент аэрокосмической техники Университета штата Массачусетс, возглавивший исследование нового Холловского двигателя. Команда бросила вызов этому пределу, запус...
25.01.23 12:18
0
4
Миллиарды небесных объектов обнаружены в новом обзоре Млечного Пути

Миллиарды небесных объектов обнаружены в новом обзоре Млечного Пути

Астрономы выпустили гигантский обзор галактической плоскости Млечного Пути. Новый набор данных содержит ошеломляющие 3,32 миллиарда небесных объектов —самый большой такой каталог на сегодняшний день.

Данные для этого беспрецедентного исследования были получены с помощью Dark Energy Camera, созданной Министерством энергетики США в Межамериканской обсерватории Национального научного фонда Серро-Тололо в Чили, программа NOIRLab. Галактика Млечный Путь содержит сотни миллиардов звезд, мерцающие области звездообразования и возвышающиеся темные облака пыли и газа. Отображение и каталогизация этих о...
19.01.23 12:29
0