Солнечная гравитационная линза (SGL) обладает большим потенциалом в качестве телескопа. Эта точка в космосе, расположенная примерно в 650 астрономических единицах от Солнца, использует фундаментальные физические свойства для усиления света от чрезвычайно удаленных объектов, позволяя нам видеть их с таким уровнем детализации, который недостижим нигде в другом месте. Однако любая миссия SGL столкнется с множеством технических и физических проблем.
Новая статья независимого исследователя Виктора Тота, размещенная на сервере препринтов arXiv, является последней в серии статей, в которых обсуждаются проблемы, возникающие при съемке удаленных экзопланет, и, в частности, рассматриваются трудности, связанные с потенциальным перемещением облачного покрова. Он приходит к выводу, что использование SGL, в конце концов, может оказаться не самым эффективным способом получения изображений экзопланеты в высоком разрешении.
Как только ученые осознали некоторые дополнительные следствия теории относительности, они начали осознавать, что могут использовать наше собственное солнце в качестве гигантского увеличителя для света, приходящего издалека. Так родилась SGL. Однако из—за использования экстремальной оптики расстояние до SGL было непомерно большим - на высоте 650 астрономических единиц это было намного больше, чем в любой предыдущей миссии. Даже "Вояджер", самый удаленный в настоящее время космический аппарат от Земли, находится всего в четверти расстояния до этой точки.
Однако, даже с учетом этого ограничения, использование SGL может позволить нам увидеть реальные инопланетные цивилизации на экзопланете, по крайней мере, в теории. Если бы у нас был достаточно хороший кандидат, мы могли бы направить гигантский телескоп, чтобы собрать свет от этой планеты по отдельности и с помощью увеличительной мощности SGL увидеть объекты размером всего 10 км на пиксель — размером примерно с небольшой город.
Однако, согласно предыдущей работе Тота и его коллег, существует множество проблем, связанных с теоретическим использованием SGL. Одной из наиболее сложных проблем, с которыми приходится сталкиваться, являются искажения, связанные с короной самого Солнца. Это мощный источник "шума" при сравнении света экзопланеты со светом нашей гораздо более близкой звезды.
Еще одной сложной задачей является определение квадрупольного момента солнца, который измеряет, насколько солнце отклоняется от идеальной сферы. При размерах SGL даже небольшое отклонение от идеальной сферической формы может привести к значительным изменениям в том, куда попадает свет от экзопланеты.
В дополнение к этим проблемам, данная статья посвящена новой проблеме — переменному облачному покрову. Поскольку Земля, единственная известная планета, на которой есть жизнь, имеет движущиеся облака, можно с уверенностью предположить, что на других планетах, где есть жизнь, также могут быть облака. Однако из-за движущихся облаков чрезвычайно трудно отделить сигнал с поверхности планеты от шума, создаваемого движущимися облаками.
Тот смоделировал эффект, который произвели бы движущиеся облака на Земле, если бы их можно было наблюдать с телескопа SGL, расположенного на другой звезде. На снимках очень трудно разглядеть даже привычную нам континентальную структуру, не говоря уже о чем-либо, что можно было бы идентифицировать как биосигнатуру или что-то, созданное разумными инопланетянами. Сочетание этой задачи с другими, с которыми уже сталкиваются обсерватории SGL, сделает функциональное наблюдение за любой планетой еще более сложным.
Однако г-н Тот упоминает о возможном решении в обсуждении в конце своей статьи. Он предполагает, что мы могли бы направить сеть из 10 000 спутников на SGL. Это может показаться многовато, но, по крайней мере, примерно соответствует текущему количеству спутников Starlink. Если каждый из этих 10 000 спутников будет иметь площадь собирающего зеркала в 1 м, многие проблемы, связанные с мониторингом экзопланеты, такие как отслеживание ее движения, устранение помех от движущихся облаков и даже работа со светом звезды-хозяина экзопланеты, станут гораздо более решаемыми.
Пройдет еще очень много времени, прежде чем мы сможем найти такое технологическое решение проблемы. Но тем временем физики будут продолжать придумывать применение этому уникальному аспекту нашей солнечной системы, даже если его конечная реализация еще какое-то время будет казаться непрактичной.
