新浪博客

我们能把太阳变成一个巨大的望远镜吗?

2024-09-20 10:12阅读:

我们能把太阳变成一个巨大的望远镜吗?

By Paul Sutter
published 2 hours ago
The Sun
用一种叫引力透镜的现象,有可能用太阳作为一个巨大的望远镜来窥视进太空。
当您通过我们网站上的链接购买时我们可能会获得一个联盟佣金。这里是它如何工作。 Here’s how it works.
我们能把太阳变成一个巨大的望远镜吗?
20248
29,由美国宇航局太阳系大使、凤凰城天文学会副主席、天文摄影师马克·约翰斯顿拍摄的一幅太阳照片。 (Image credit: Mark Johnston)
我们有一些难以置信强大的已经赋予我们宇宙的壮观观望并允许我们来看回到宇宙的早期日子的望远镜。这些天文台如詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)是已经需要数十亿美元和数十年工作的惊人工程壮举。
但如果我们能够获得一台甚至比已经存在的更好的望远镜会怎样呢?这将不是一个典型的望远镜。它将甚至不带有镜头。但这将是迄今为止我们从来建造的最强大的望远镜。
这台望远镜将用太阳本身。
要给出一些一台基于太阳的望远镜有可能是多强大的观点,考虑詹姆斯·韦伯太空望远镜。詹姆斯·韦伯太空望远镜有一个直径为21.3英尺(6.5米)能够取得约一弧秒的十分之一的分辨率约比人眼更好600倍的镜子。在该分辨率望远镜可以看到放置在距离它25英里(40公里)远的硬币上的细节,或者拾起位于342英里(550公里)外一个规则足球的图案。
另一个例子是事件地平线望远镜,它真的是一个跨全球的单个仪器的网络。通过仔细协调它的元素,该望远镜已经赋予我们围绕巨大黑洞气体盘的令人印象深刻的图像。为取得这一目标,它设法实现了一个20微弧秒的令人印象深刻的分辨率。在这个分辨率该望远镜可以发现一个橙色物体坐在月球表面上。
但如果我们要甚至做得更大会怎样呢?一个更大的望远镜将需要要么巨大的碟形天线要么飞过太阳系的天线网络,这两者都需要在我们的技术能力中的巨大飞跃。
幸运的是,恰好如此幸运的是已经有一个巨大的望远镜可利用,就坐在太阳系的中心:太阳。
虽然太阳可能看起来不像传统的透镜或镜子,但它有很多的质量。而在爱因斯坦的广义相对论中大质量天体弯曲围绕它们的空时。任何啃过太阳表面的光都会被偏转而不是继续沿着一条直线,同时与所有其他啃过太阳的光迎头朝向一个焦点。

我们能把太阳变成一个巨大的望远镜吗?
一幅展示如何用围绕一颗恒星的引力透镜可能帮助长距离通信的描画。 (Image credit: Dani Zemba/Penn State, CC BY-NC-ND 4.0)
天文学家已经用这种叫引力透镜的效应来研究宇宙中最遥远的星系。当来自这些星系的光经过一个巨大的星系团附近时该星系团的质量放大和加大背景图像,允许我们来看到比我们正常不能够的远更远。
太阳引力透镜带我们到一个几乎不能相信的高分辨率。这就好像我们有过一个整个太阳的宽度的望远镜镜头一样。一个放置在正确焦点的仪器将能够利用太阳的引力的引力翘曲来允许我们用一个10^-10弧秒的掉下巴的分辨率观测遥远的宇宙。这大约是比事件地平线望远镜更强大一百万倍。
当然,用太阳引力透镜作为一个天然望远镜有挑战。所有这些光弯曲的焦点比地球和太阳之间的距离更大542倍。它是到冥王星距离的11倍,是由人类1977年发射的最遥远的宇宙飞船旅行者1号取得的距离的三倍。
因此,我们不仅不得不发送一艘航天器到我们之前从来已经有的更远,而且它不得不有足够的燃料来呆在那里并移动着。由太阳引力透镜创造的图像将被在数十公里的空间散布出去,因此航天器将不得不扫描整个场来建立完整的马赛克图像。
RELATED STORIES
NASA's Parker Solar Probe finds fresh clues to decades-old mystery surrounding the sun
Earth's new 'mini-moon' will orbit our planet for the next 2 months
STEVE — the bizarre purple ribbon in the sky — has a 'secret twin' that appears only before dawn, study finds
利用太阳的透镜的计划追溯回到20世纪70年代。更最近,天文学家已经提议开发一支小型、轻重量的立方体卫星舰队,将部署太阳帆来加速它们到542天文单位。一旦到达那里,它们将减速并协调它们的机动,建立一个图像并将数据发送回地球处理。
虽然这看起来极不寻常的,但这个概念不是离现实太远的。我们用这种超级望远镜会得到什么?例如,如果它瞄准在最近的已知系外行星比邻星b上它将提交一个1公里的分辨率。考虑到詹姆斯·韦伯太空望远镜继任者的希望来取得系外行星的整个行星坐在几个像素内的成像能力计划,太阳引力透镜放这些想法害羞,它的提供100光年内任何系外行星的详细表面特征的精美肖像的能力,更不用说所有它可以取得的其他天文观测了。
说这比任何已知的望远镜都更好是一个说的不够。这将比我们在未来几百年内可能建造的任何望远镜都更好。望远镜已经存在——我们只必须让一台相机在正确的位置中。
最初发布于太空网站.
https://www.livescience.com/space/the-sun/could-we-turn-the-sun-into-a-gigantic-telescope

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享