Солнечная гравитационная линза названа самым перспективным методом съёмки экзопланет

Эффект солнечной гравитационной линзы является единственным способом получить изображения поверхностей потенциально обитаемых экзопланет с разрешением 10×10 пикселей на расстоянии в 32 световых года, показало исследование Калифорнийского технологического института.

Автор исследования — известный физик Вячеслав Турышев — рассмотрел три основных группы технологий.

• Традиционные оптические и инфракрасные телескопы, среди которых планируемый проект LUVOIR с предполагаемым диаметром зеркала в 15 метров. Они дают пространственное разрешение в 10 тысяч раз ниже требуемого и требуют около 1,9 тысяч лет непрерывных наблюдений.
• Технологии, использующие космическую интерферометрию. По словам физика, эта группа методов столкнется с необходимостью создания нескольких орбитальных телескопов на расстоянии в 130 км, соединённых между собой. А это выходит за пределы современных технических возможностей. Те же ограничения по расстояниям применимы и для наземных гигантских телескопов. Несмотря на то, что их можно расположить на расстоянии в 130 км, даже в таком случае для проведения съёмок им потребовались бы десятки тысяч лет.
• Косвенные методы, такие как инверсия кривых блеска при транзите и зондирование пояса Койпера. К сожалению, они позволяют лишь восстановить одномерные характеристики диска экзопланеты и не дают достаточно информации для глубокого исследования экзопланет.

Концепция SGL основана на использовании сгиба лучей света в гравитационном поле Солнца как «природной линзы» с усилением примерно в 10 тысяч раз. Несмотря на техническую осуществимость, автор отмечает, что бюджетные ограничения NASA делают немедленный запуск миссии маловероятным. Тем не менее, согласно проведённому анализу, это единственный метод, который позволит получить изображение экзопланеты на расстоянии 32 световых года в разрешении 10x10 пикселей.

Для реализации миссии учёный предлагает отправить космический аппарат на расстояние примерно в 15 раз дальше орбиты Плутона. При проведении съёмки с этого аппарата гравитационное поле нашей звезды будет фокусировать свет далёкой экзопланеты, создавая яркое кольцо вокруг солнечного диска. Малый телескоп диаметром порядка метра, оборудованный коронаграфом для подавления бликов, сможет снять это кольцо и поймать сигнал, усиленный в 10-100 млрд раз. Этого достаточно, чтобы получить первые многопиксельные снимки поверхности потенциально обитаемой планеты на расстоянии десятков световых лет.

Хотя полёт к таким отдалённым рубежам займет две–три десятилетия и потребует точной навигации, мощной энергетической установки и низкоскоростной связи, сама аппаратная часть миссии основывается на хорошо отработанных технологиях — телескопных системах, детекторах, лазерной передаче данных и так далее.