Bir güneş yerçekimi merceği, insanlığın en güçlü teleskopu olacak. En iyi hedefleri nelerdir?

Genel göreliliğin merkezi tahminlerinden biri, yıldız, galaksi veya kara delik gibi büyük bir nesnenin yakınlardan geçen ışığı saptırabileceğidir. Bu, uzaktaki nesnelerden gelen ışığın bize daha yakın nesneler tarafından kütleçekimsel olarak merceklenebileceği anlamına gelir. Doğru koşullar altında, kütleçekimsel mercekleme, uzaktaki nesnelerin ışığını aydınlatan ve büyüten bir tür doğal teleskop görevi görebilir. Gökbilimciler bu numarayı evrendeki en uzak gökadalardan bazılarını gözlemlemek için kullandılar. Ancak gökbilimciler, bu etkiyi eve biraz daha yakın kullanmayı da düşündüler.

Bir fikir, yakındaki ötegezegenleri incelemek için güneşin yerçekimini bir mercek olarak kullanmaktır. Bir ötegezegenden gelen ışık, ötegezegenin ışığının güneş tarafından ne kadar yakından geçtiğine bağlı olarak, yaklaşık 550 AU ile 850 AU arasındaki bir bölgede bir odak noktası ile güneş tarafından kütleçekimsel olarak odaklanacaktır. Prensip olarak, bu mesafeye bir veya birkaç teleskop yerleştirebilir, böylece güneş boyutunda bir teleskop oluşturabiliriz. Bu, 100 ışıkyılı uzaklıktaki nesneler için yaklaşık 10 kilometrekarelik bir çözünürlük verecektir.

Şu anda, inşa ettiğimiz en geniş kapsamlı uzay aracı, güneşten yalnızca 160 AU uzaklıkta olan Voyager I’dir, bu nedenle bu tür bir güneş teleskopunun gerçeğe dönüşmesi için daha çok yolumuz olduğu oldukça açık. Ama ileride üstlenebileceğimiz bir proje. Başarmak için sihirli teknoloji veya yeni fizik gerekmez. Sadece çok fazla mühendislik gerektirecek. Ve o zaman bile, toplanan tüm verileri doğru bir görüntü oluşturmak için kullanmak başka bir zorluk olacaktır. Radyo teleskoplarında olduğu gibi, bu güneş lensli teleskop tek bir görüntüyü tek seferde yakalayamazdı. Son zamanlarda yapılan bir çalışmanın ortaya çıktığı yer olan, güneşin ışığı nasıl dış gezegenlere odakladığının ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını gerektirecektir.

Hiçbir teleskop mükemmel değildir. Optik teleskopların sınırlamalarından biri kırınım ile ilgilidir. Işık dalgaları teleskopik bir mercekten geçerken, odaklama etkisi dalgaların hafifçe birbirine karışmasına neden olabilir. Kırınım olarak bilinen bir efekttir ve görüntünüzü bulanıklaştırabilir ve bozabilir. Bunun sonucu, herhangi bir teleskop için, kırınım sınırı olarak bilinen, görüntünüzün ne kadar keskin olabileceğinin bir sınırı olmasıdır. Yerçekimi mercekli bir teleskop biraz farklı olsa da, aynı zamanda bir kırınım etkisine ve bir kırınım sınırına sahiptir.

Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri, ekip, bir ötegezegen gibi genişletilmiş nesnelerden gelen bir görüntü üzerinde sahip olacağı kırınım etkilerine bakmak için güneşin yerçekimsel merceğini modelledi. Güneş mercekli bir teleskopun, yaklaşık 4 ışıkyılı uzaklıktaki Proxima Centauri b’den gelen 1 Watt’lık bir lazeri tespit edebileceğini buldular. Genel olarak kırınım sınırının, teleskopun genel çözünürlüğünden çok daha küçük olduğunu buldular. Gözlemlenen dalga boyuna bağlı olarak 10 km ile 100 km arasında detayları çözebilmeliyiz. Ekip ayrıca, kırınım sınırının altındaki ölçeklerde bile çalışmaya değer nesneler olacağını buldu. Örneğin, nötron yıldızları genellikle özellikleri görmemiz için çok küçük olurdu, ancak yüzey sıcaklık değişimi gibi şeyleri inceleyebilirdik.

Çoğunlukla bu çalışmanın onayladığı şey, ötegezegenler ve nötron yıldızları gibi nesnelerin bir güneş merceği teleskopu için güçlü adaylar olacağıdır. Gelecekte gökbilimciler için devrim niteliğinde bir araç olacaktır.