Солнечная гравитационная линза
Солнечная гравитационная линза или солнечная гравитационная линза ( SGL ) — это теоретический метод использования Солнца в качестве большой линзы с физическим эффектом, называемым гравитационным линзированием . [1] Это считается одним из лучших методов получения изображений обитаемых экзопланет .
Солнечная гравитационная линза отличается замечательными свойствами: она обеспечивает усиление яркости до ~ 10 раз. 11 (при 1 мкм ) и предельном угловом разрешении (~ 10 −10 угл.сек ). [2]
Альберт Эйнштейн предсказал в 1936 году, что лучи света того же направления, что огибают края Солнца, сойдутся в фокусе примерно в 542 а.е. от Солнца. [3] Зонд, расположенный на таком расстоянии от Солнца, мог бы использовать его в качестве гравитационной линзы для увеличения удаленных объектов на противоположной стороне Солнца. Местоположение зонда может меняться по мере необходимости, чтобы выбирать разные цели относительно Солнца. В 1979 году фон Эшлеман был первым автором, предложившим использовать Солнце в качестве большой линзы. [4]
Гравитационное поле Солнца преломляет свет тем сильнее, чем ближе он к Солнцу. Лучи света, проходящие по противоположным сторонам Солнца, встречаются в фокусе, образуя ряд точек вдоль линии, проходящей от звезды через центр Солнца. Поскольку солнечная корона имеет активную и динамичную атмосферу, на лучи света, проходящие вблизи Солнца, влияют частицы атмосферы. [5]
Зонд под названием SETIsail, а затем и FOCAL, был предложен ЕКА в 1993 году, но ожидается, что это будет сложная задача. Если зонд пройдет расстояние 542 а.е., возможности увеличения линзы продолжат действовать и на более дальних расстояниях, поскольку лучи, которые фокусируются на больших расстояниях, проходят дальше от искажений солнечной короны .
В 2020 году НАСА физик Слава Турышев представил свою идею прямого многопиксельного получения изображений и спектроскопии экзопланеты с помощью миссии солнечной гравитационной линзы. Объектив может реконструировать изображение экзопланеты с разрешением поверхности в масштабе ~ 25 км за 6 месяцев интегрирования, чего достаточно, чтобы увидеть особенности поверхности и признаки обитаемости. [2] Его предложение было выбрано для фазы III NIAC 2020 ( Институт перспективных концепций НАСА ). [6] Турышев предлагает использовать солнечные паруса реалистичных размеров (~16 лопастей из 10 3 м 2 ) для достижения необходимой высокой скорости в перигелии (~ 150 км/сек), достигающей 547 а.е. за 17 лет. [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Диас, Хесус (16 августа 2022 г.). «Эти телескопы следующего поколения сделают Джеймс Уэбб похожим на игрушку. Будущие конструкции телескопов затмят разрешение Джеймса Уэбба. Один из них очень скоро приблизится к горе в Чили. Другой может занять столетие» . Компания Фаст . Проверено 17 августа 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Холл, Лора (06 апреля 2020 г.). «Прямая многопиксельная визуализация и спектроскопия экзопланеты» . НАСА . Проверено 5 августа 2020 г.
- ^ Эйнштейн, Альберт (4 декабря 1936 г.). «Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле» . Наука . 84 (2188): 506–507. Бибкод : 1936Sci....84..506E . дои : 10.1126/science.84.2188.506 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17769014 .
- ^ Эшлеман, фон Р. (14 сентября 1979 г.). «Гравитационная линза Солнца: ее потенциал для наблюдений и связи на межзвездных расстояниях» . Наука . 205 (4411): 1133–1135. Бибкод : 1979Sci...205.1133E . дои : 10.1126/science.205.4411.1133 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17735051 . S2CID 27692082 .
- ^ Фридман, Луи (30 ноября 2015 г.). Полет человека в космос: от Марса к звездам . Издательство Университета Аризоны. ISBN 978-0816531462 .
- ^ Холл, Лора (06 апреля 2020 г.). «Выбор этапов I, II и III этапов NIAC 2020» . НАСА . Проверено 5 августа 2020 г.
- ^ Турышев Слава Г.; Шао, Майкл; Тот, Виктор Т.; Фридман, Луи Д.; Алкалаи, Леон; Мавет, Дмитрий; Шен, Дженис; Суэйн, Марк Р.; Чжоу, Ханьин; Хельваджян, Генри; Хайнсхаймер, Том (19 марта 2020 г.). «Прямое многопиксельное изображение и спектроскопия экзопланеты с помощью солнечной гравитационной линзы». arXiv : 2002.11871 [ astro-ph.IM ].
