Научна фантастика или реалност как да се правят изображения с километрова разделителна способност на повърхността на екзопланетите
Изследването за осъществимост на специален космически телескоп (SGLT), базиран на гравитационната леща на нашето Слънце, който може да изследва повърхността на екзопланетите по-близо от 100 светлинни години с разделителна способност от един километър и тяхната атмосфера с спектроскопия с висока разделителна способност с изключително добро съотношение сигнал/шум.
Още от общата теория на относителността на Алберт Айнщайн от 1915 г. знаем, че небесните тела, поради своята маса, извиват пространство-време около тях. Тази кривина не е нищо друго освен самата гравитация и гравитационното поле отклонява нещата, които минават през него, включително светлината. Това е в основата на феномена на гравитационните лещи. Гравитационното поле на небесно тяло, подобно на оптична леща, е в състояние да фокусира светлинните лъчи, усилвайки светлината на далечни небесни тела. Slave Turyshev (Jet Propulsion Laboratory, CalTech, CA, USA) и колегите му изследваха възможността екзопланетен телескоп или SGLT, използващ ефекта на гравитационните лещи на Слънцето. По време на проучването не бяха открити теоретични пречки, но все още са необходими редица технологични разработки, докато те станат практически осъществими.
Гравитационното поле на една звезда изкривява образа на отдалечени небесни тела точно зад нея в пълен пръстен на Айнщайн, усилвайки значително нейната светлина. Поради масата и плътността на Слънцето, за да наблюдаваме този пръстен, трябва да се отдалечим от него с поне 550 астрономически единици (CSE, разстояние Слънце-Земя). От такова разстояние пръстенът на Айнщайн ще бъде видим точно до повърхността, в най-ярката област на слънчевата корона. Обаче дискът на Слънцето и по-ярките области в короната трябва да бъдат покрити с графика на короната, за да може пръстенът на Айнщайн да се наблюдава. По този начин бъдещият телескоп трябва да бъде разположен на разстояние най-малко 650 CSE от Слънцето. За сравнение, най-отдалеченото от човека устройство, космическият кораб "Вояджър-1", изстрелян преди повече от 40 години, в момента е на 141,38 CSE от слънцето. С настоящата ни ракетна технология, подходящи маневри за люлеене или налично слънчево платно космически кораб може да измине толкова голямо разстояние за 30 години. Вярно е, че това изисква необикновен подход към Слънцето по време на една от маневрите на люлеене, така че ще трябва да носите и добър топлинен щит със себе си.
Трябва да преместите поне 550 CSE от Слънцето, за да видите пръстена на Айнщайн на екзопланетата точно зад него (вляво) по ръба на звездата. Възможно е обаче да се отдалечите до повече от 650 CSE, така че пръстенът на Айнщайн да се появи на достатъчно разстояние от звездния диск, в по-слабата област на короната (вдясно). Слънчевият диск и вътрешните области на короната трябва да бъдат покрити с графика на короната. Източник: S. G. Turyshev et al. (2018)