太陽(yáng)重力透鏡望遠(yuǎn)鏡可直接成像系外行星地表
2022-05-05 11:43:17 科技新報(bào)(臺(tái))與恒星相比,系外行星自身不發(fā)光、質(zhì)量小,以當(dāng)前望遠(yuǎn)鏡技術(shù)非常難直接對(duì)其成像,目前能找到的大多是透過(guò)行星凌日法或徑向速度法發(fā)現(xiàn)的大質(zhì)量熱木星,我們只知道這些系外行星的位置、一點(diǎn)點(diǎn)大氣特征,其余都是謎。
為解決望遠(yuǎn)鏡解析度物理限制,斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)一直在研究新的概念成像技術(shù),類(lèi)似天文學(xué)家利用星團(tuán)充當(dāng)重力透鏡效應(yīng)來(lái)觀察遙遠(yuǎn)宇宙的背景光,研究人員也希望利用太陽(yáng)充當(dāng)重力透鏡效應(yīng),獲得比目前任何方法都先進(jìn)的系外行星成像。若成功,精度將是目前最強(qiáng)成像技術(shù)1,000 倍。
1919 年一次日食中,月球擋住了來(lái)自太陽(yáng)的光,科學(xué)家看到太陽(yáng)附近恒星偏離已知位置,這是重力使光彎曲的明確證據(jù),也是驗(yàn)證愛(ài)因斯坦相對(duì)論的第一個(gè)觀測(cè)證據(jù)。而以研究人員提出的新太空望遠(yuǎn)鏡拍攝距離地球100 光年的系外行星,解析度可以像現(xiàn)在拍攝太陽(yáng)系其他行星一樣好。
當(dāng)今技術(shù)想獲得上述解析度的系外行星成像,我們需要一個(gè)比地球?qū)?0 倍的超大型望遠(yuǎn)鏡。不過(guò)重力透鏡望遠(yuǎn)鏡這概念也有自己的問(wèn)題待解決:想利用太陽(yáng)重力透鏡捕捉系外行星圖像,這臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡必須放在比太陽(yáng)-冥王星距離還遠(yuǎn)14 倍的地方,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)太陽(yáng)系邊緣,也比當(dāng)今已發(fā)射的任何飛行器都還遠(yuǎn),當(dāng)今技術(shù)也抵達(dá)不了這個(gè)位置。
用太陽(yáng)充當(dāng)重力透鏡效應(yīng)觀察系外行星的概念太空望遠(yuǎn)鏡。
研究人員坦承,人類(lèi)至少還需50 年才有部署這項(xiàng)技術(shù)的能力,且若沒(méi)有太陽(yáng)光帆飛行器,望遠(yuǎn)鏡發(fā)射后可能要飛100 年才能抵達(dá)觀測(cè)位置。
這些技術(shù)不確定能否問(wèn)世,但只要想著未來(lái)某天人類(lèi)直接對(duì)系外行星地表進(jìn)行成像、看見(jiàn)行星表面可能也有綠色森林或藍(lán)色海洋,便足以為科學(xué)家添加研究動(dòng)力。
新論文發(fā)表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。
關(guān)鍵詞: 重力透鏡
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