Багатьох астрономів давно приваблює ідея використання створюваної Сонцем гравітаційної лінзи як телескопа. Це дозволить отримувати прямі зображення екзопланет з деталізацією, недоступною жодним іншим телескопом. Однак, як показують результати недавнього дослідження, такий телескоп може бути далеко не таким ефективним, як вважалося раніше.
Телескоп на ім’я Сонце
Одним із наслідків теорії відносності є те, що гравітація будь-якого масивного об’єкта, подібно до лінзи, здатна змінювати напрямок поширення електромагнітного випромінювання і посилювати його. Астрономи активно використовують його у своїй роботі. Гравітаційні лінзи, що породжуються галактиками та галактичними скупченнями, дозволяють вивчати вкрай тьмяні об’єкти на краю Всесвіту. А створюваний об’єктами зоряної маси ефект мікронлінзування дає можливість знаходити екзопланети в нашій галактиці.
Наше Сонце теж створює гравітаційну лінзу. І багатьох учених давно приваблює ідея її використання для пошуку позаземних цивілізацій. Розрахунки показують, що якщо розмістити телескоп із дзеркалом, як у Hubble, на одній лінії з екзопланетою і нашою зорею між ними, гравітація Сонця відіграє роль гігантської лінзи й на багато порядків посилить її світло. У теорії такий телескоп зможе робити знімки з роздільною здатністю до 10 км на піксель. Цього буде достатньо не просто для того, щоб розрізнити обриси континентів, а й побачити найбільші штучні споруди на поверхні та роздивитися нічні вогні міст.
Донедавна основною проблемою цього проєкту вважалася відстань. Щоб скористатися ефектом гравітаційної лінзи, телескоп потрібно вивести на відстань у 650 а. о. від Сонця. Це приблизно вчетверо більше, ніж апарат Voyager 1 пролетів за майже півстоліття своєї подорожі. Вочевидь, що для такої місії будуть потрібні принципово інші системи тяги, ніж традиційні двигуни на хімічному паливі.
Проблеми гравітаційно-сонячного телескопа
Проте це далеко не єдина проблема. Нова робота незалежного дослідника Віктора Тота, опублікована на сервері препринтів arXiv, вказує на низку інших труднощів, які можуть завадити реалізації такого проєкту і які раніше не розглядалися вченими. Однією з них є сяйво, що виходить від сонячної корони. Вона є потужним джерелом «шуму», який вкрай ускладнює відсікання вельми тьмяного світла, що виходить від екзопланети.
Ще одна проблема — робота з квадрупольним моментом Сонця. Він визначає, наскільки сильно його реальна форма відрізняється від ідеальної сфери. Навіть невелике відхилення може призвести до величезних змін у тому, куди потрапляє світло від екзопланети.
На додаток до цих проблем, Тот також вивчив ще одну змінну — хмарний покрив. Оскільки на Землі є рухомі хмари, можна припустити, що й на інших планетах, де існує життя, вони теж є. Проблема в тому, що хмари надзвичайно ускладнюють відділення сигналу поверхні планети від внесеного ними «шуму».
Той змоделював ефекти, які рухомі хмари на Землі могли б викликати, якби її спостерігали за допомогою гравітаційного телескопа біля іншої зорі. На знімках дуже важко розрізнити навіть звичну нам структуру континентів, не кажучи вже про те, що можна було б ідентифікувати як біосигнатуру або щось, зроблене розумною цивілізацією.
Потенційним вирішенням проблеми є використання мережі з десяти тисяч апаратів, кожен з яких буде оснащений метровим дзеркалом. Їхні одночасні спостереження дозволять усунути шуми від хмар і нівелювати ефекти, що створюються неідеальною формою Сонця та його короною. На жаль, відправлення такого величезного космічного флоту апаратів на таку далеку відстань наразі помітно перевершує можливості нашої цивілізації. Тож може минути дуже багато часу, перш ніж вчені зуміють скористатися створюваною Сонцем гравітаційною лінзою.
За матеріалами Phys.org
