به گزارش نیوزتل دانشمندان دانشگاه استنفورد از تلسکوپ گرانشی اطلاع داده اند که این تلسکوپ می تواند ۱۰۰۰ برابر قدرتمندتر از فناوری های فعلی از سیارات فراخورشیدی تصویربرداری کند.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا و به نقل از اس تی دی، یک روش تلسکوپی گرانشی پیشرفته که توسط اخترفیزیکدانان دانشگاه استنفورد بوجود آمده است، می تواند کار تصویربرداری نجومی را بسیار پیشرفته تر از هر وسیله ای که تابحال بوده، انجام دهد.
از زمان کشف نخستین سیاره فراخورشیدی در سال ۱۹۹۲، ستاره شناسان بیشتر از ۵۰۰۰ سیاره را کشف کرده اند که به دور ستاره های دیگر می چرخند. با این وجود وقتی ستاره شناسان یک سیاره فراخورشیدی جدید را شناسایی می کنند، ما اطلاعات کمی درباره آن داریم و تنها می دانیم که این سیاره فراخورشیدی وجود دارد و چند خصوصیت دارد، اما بقیه آن همانند یک راز است.
برای کنار گذاشتن محدودیت های فیزیکی تلسکوپ ها، اخترفیزیکدانان دانشگاه استنفورد درحال توسعه یک تکنیک تصویربرداری مفهومی جدیدی هستند که ۱۰۰۰ برابر دقیق تر از قوی ترین فناوری تصویربرداری است که هم اکنون مورد استفاده قرار می گیرد.
دانشمندان با استفاده از اثر “تاب خوردگی گرانش” بر فضا-زمان که با نام “همگرایی گرانشی” شناخته می شود، می توانند به صورت بالقوه این پدیده را برای ایجاد تصویربرداری بسیار پیشرفته تر از هر تصویری که هم اکنون موجود است، دستکاری کنند.
در مقاله ای که ۲ مه ۲۰۲۲ در مجله Astrophysical انتشار یافت، محققان راهی را برای دستکاری همگرایی گرانشی خورشیدی برای مشاهده سیارات خارج از منظومه شمسی توصیف کردند. با قرار دادن یک تلسکوپ، خورشید و سیاره فراخورشیدی در یک خط با خورشید در وسط، دانشمندان می توانند از میدان گرانشی خورشید برای بزرگ نمایی نور سیاره فراخورشیدی در هنگام عبور آن استفاده کنند. برخلاف ذره بین که دارای سطح منحنی است که نور را خم می کند، همگرایی گرانشی دارای فضا-زمان منحنی است که امکان تصویربرداری از اجسام دور را فراهم می آورد.
“بروس مکینتاش” (Bruce Macintosh)، استاد فیزیک دانشگاه استنفورد اظهار داشت: ما می خواهیم از سیاراتی که به دور ستاره های دیگر می چرخند، تصاویری را ثبت نماییم که به خوبی تصاویری هستند که می توانیم از سیارات منظومه شمسی خودمان ثبت نماییم. با این فناوری، ما امیدواریم از سیاره ای که در فاصله ۱۰۰ سال نوری از ما قرار دارد، تصویری را ثبت نماییم که همانند عکس ثبت شده از آپولو ۸ از زمین باشد.

همگرایی گرانشی تا سال ۱۹۱۹ به صورت تجربی در خلال یک خورشیدگرفتگی مشاهده نشده بود. با وجود ماه که مانع از نور خورشید می شود، دانشمندان توانستند ستاره های نزدیک به خورشید را ببینند که از موقعیت های شناخته شده شان منحرف شده اند. این اثبات این مورد بود که گرانش می تواند نور را خم کند و نخستین شواهد رصدی دال بر صحت نظریه نسبیت اینشتین بود. بعدها در سال ۱۹۷۹، “ون اشلمن” (Von Eshleman) استاد دانشگاه استنفورد، گزارش مفصلی از چگونگی استفاده ستاره شناسان و فضاپیماها از همگرایی گرانشی خورشیدی منتشر نمود. گفتنی است ستاره شناسان همچون خیلی از ستاره شناسان مؤسسه اخترفیزیک ذرات و کیهان شناسی کاولی استنفورد حالا به صورت معمول از گرانش قدرتمند عظیم ترین کهکشان ها برای مطالعه تکامل اولیه کیهان استفاده می نمایند.
همگرایی گرانشی هنگامی روی می دهد که نور یک چشمه درخشان بسیار دور (مانند یک اختروش) در مسیرش تا رصدگر، از کنار جسم پرجرم دیگری (مانند یک خوشه کهکشانی) بگذرد و مسیرش خمیده شود. جسم میانی عدسی گرانشی نامیده می شود. این پدیده یکی از پیشبینی های نظریه نسبیت عام اینشتین است.
اما سال ۲۰۲۰ بود که این تکنیک تصویربرداری به منظور رصد سیارات به صورت جدی مورد بررسی قرار گرفت. “اسلاوا توریشف” (Slava Turyshev) از آزمایشگاه پیشرانش جت مؤسسه فناوری کالیفرنیا تکنیکی را توصیف کرد که در آن یک تلسکوپ فضایی می تواند از موشک برای اسکن اطراف پرتوهای نور یک سیاره برای بازسازی یک تصویر واضح استفاده نماید، اما این تکنیک به سوخت و زمان زیادی نیاز دارد.
با تاکید بر کار “توریشف”، “الکساندر مادوروویچ” (Alexander Madurowicz)، دانشجوی دکتراس مؤسسه اخترفیزیک ذرات و کیهان شناسی کاولی، متد جدیدی اختراع کرد که می تواند سطح سیاره را از روی یک تصویر واحد که مستقیما به خورشید نگاه می کند، بازسازی کند. با گرفتن حلقه نور در اطراف خورشید که توسط سیاره فراخورشیدی تشکیل شده است، الگوریتمی که مادوروویچ طراحی نموده است، می تواند نور حلقه را با معکوس کردن خمش همگرایی گرانشی که حلقه را باردیگر به یک سیاره گرد تبدیل می کند، منحرف کند.
“مادوروویچ” بررسی خویش را با استفاده از تصاویری ثبت شده از زمین درحال چرخش که توسط ماهواره DSCOVR که بین زمین و خورشید قرار دارد، نشان داد. سپس او از یک مدل کامپیوتری بهره برد تا ببیند که زمین با نگاه کردن به اثرات تاب خوردگی گرانش خورشید چگونه به نظر می آید.”مادوروویچ” با اعمال الگوریتم خود بر روی مشاهدات، توانست تصاویر زمین را بازیابی کند و ثابت کند که محاسباتش درست بوده است.
“مادوروویچ” اظهار داشت: با خم نشدن نور خم شده توسط خورشید، میتوان تصویری بسیار فراتر از یک تلسکوپ معمولی ایجاد کرد.

هم اکنون، برای تصویربرداری از یک سیاره فراخورشیدی با وضوحی که دانشمندان توصیف می کنند، به یک تلسکوپ ۲۰ برابر پهن تر از زمین نیاز داریم. با استفاده از گرانش خورشید مانند یک تلسکوپ، دانشمندان می توانند از آن بعنوان یک عدسی طبیعی عظیم بهره برداری کنند. یک تلسکوپ به اندازه هابل در ترکیب با همگرایی گرانشی خورشیدی برای تصویربرداری از سیارات فراخورشیدی با قدرت کافی به منظور ثبت جزئیات دقیق روی سطح کافی است.
“مادوروویچ” و “مکینتاش” می گویند که حداقل ۵۰ سال یا بیشتر طول خواهد کشید تا این فناوری بکار گرفته شود. برای پذیرفتن این امر، ما به فضاپیماهای سریع تری نیاز داریم، چونکه با فناوری فعلی، سفر به همگرایی گرانشی امکان دارد ۱۰۰ سال طول بکشد. با استفاده از بادبان های خورشیدی یا خورشید بعنوان یک تیرکمان گرانشی، این زمان امکان دارد به ۲۰ یا ۴۰ سال برسد.
“مکینتاش” اظهار داشت: این یکی از جدید ترین تلاش ها برای کشف وجود حیات در سیارات دیگر است.

منبع: newstel.ir