วิธีใหม่ในการมองดูโลกอันไกลโพ้นสามารถทำให้เรามองเห็นดาวเคราะห์นอกระบบได้อย่างแท้จริงเป็นครั้งแรก

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราค่อนข้างน่าเบื่อ ทื่อมาก เราสามารถมองเห็นพวกมันได้โดยตรงโดยการกรองรังสีสะท้อนที่กระจัดกระจายออกไปท่ามกลางแสงจ้าของดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน สิ่งที่ดีที่สุดที่เราสามารถจัดการได้คือพินทิ่มเพื่อระบุตำแหน่งของมัน

การรวบรวมแสงที่เพียงพอเพื่อเปิดเผยรายละเอียดที่ซับซ้อนของโลกอันห่างไกลเหล่านี้จะต้องใช้เลนส์ที่มีขนาดใหญ่กว่าสิ่งที่เราสร้างได้ หนึ่งกว้างกว่าโลก กว้างกว่าดาวพฤหัสจริงๆ

โชคดีที่เลนส์ระดับจักรวาลมีอยู่แล้ว ต้องขอบคุณวิธีที่มวลดูดกลืนเนื้อผ้าของอวกาศ วัตถุหนักอย่างดวงอาทิตย์ของเราจึงสามารถใช้เป็นกล้องโทรทรรศน์ระดับจักรวาลได้

มันไม่ใช่แค่ทฤษฎี เลนส์ความโน้มถ่วงที่แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกเมื่อร้อยกว่าปีที่แล้ว และตั้งแต่นั้นมาก็ถูกนำมาใช้เพื่อขยายขอบเขตว่าเราสามารถมองเห็นจักรวาลได้ไกลแค่ไหน

แต่การใช้มวลการกลิ้งของดาวฤกษ์ของเราเพื่อเผยให้เห็นการเปลี่ยนสีและรูปแบบของพื้นผิวดาวเคราะห์นอกระบบอย่างละเอียดอ่อน ซึ่งเป็นอีกเรื่องหนึ่งทั้งหมด

ในปี 2020 นักฟิสิกส์สถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียชื่อ Slava Turyshev ได้เสนอเทคนิคในการสแกนแสงที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงนี้ให้กลายเป็นภาพบางประเภท

การจะบรรลุเป้าหมายนี้ต้องใช้ยานอวกาศที่สามารถครอบคลุมพื้นที่อันกว้างใหญ่ได้ ซึ่งจะผลักดันข้อจำกัดด้านวัสดุ เชื้อเพลิง และความเร็วของเทคโนโลยีในปัจจุบัน

เริ่มต้นด้วยแนวคิดของ Turyshev นักฟิสิกส์สองคนจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกาได้เสนอวิธีการใหม่ในการใช้มวลบิดเบี้ยวในอวกาศของดวงอาทิตย์เพื่อโฟกัสแสงจาง ๆ จากดาวเคราะห์นอกระบบให้เป็นภาพที่มีความหมาย

ในขณะที่วิธีการของพวกเขาอาศัยการส่งหอดูดาวอวกาศขนาดฮับเบิลไปยังพื้นที่ห่างไกลที่เป็นน้ำแข็งของระบบสุริยะของเรา อัลกอริทึมสำหรับการทอแสงที่โคนเป็นวงแหวนรอบดวงอาทิตย์ให้เป็นภาพที่ชัดเจนนั้นต้องการเพียงแค่สแน็ปช็อตของแสงเพียงภาพเดียว

เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ นักวิจัยได้ใช้ข้อมูลดาวเทียมสภาพอากาศของโลกที่หมุนรอบตัวเอง โดยจำลองว่ามันเป็นช่องทางที่เปื้อนของแสงที่เรียกว่าวงแหวนไอน์สไตน์ อัลกอริธึมของพวกเขาสามารถถอดรหัสภาพที่บิดเบี้ยวได้สำเร็จ สร้างโลกที่เราเรียกว่าบ้าน (ถ้าค่อนข้างเป็นพิกเซล) ขึ้นมาใหม่อย่างชัดเจน

โลกอาจดูเป็นอย่างไรโดยใช้ดวงอาทิตย์ (มาดูโรวิคซ์และคณะ, ApJ, 2022)

ตามทฤษฎีแล้ว กระบวนการนี้อาจส่งผลให้ภาพของวัตถุที่อยู่ห่างไกลมีความแม่นยำมากกว่าสิ่งที่เราหวังว่าจะใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ถึง 1,000 เท่า

Bruce Macintosh นักฟิสิกส์กล่าวว่า “เราต้องการถ่ายภาพดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวดวงอื่นๆ ที่ดีพอๆ กับภาพที่เราสามารถสร้างดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราได้

“ด้วยเทคโนโลยีนี้ เราหวังว่าจะถ่ายภาพดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไป 100 ปีแสง ซึ่งมีผลกระทบเช่นเดียวกับภาพโลกของ Apollo 8”

นับตั้งแต่การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1990 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบสัญญาณของดาวฤกษ์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์มากกว่า 5,000 ดวงในทางช้างเผือก (และอาจไกลกว่านั้น)

อย่างไรก็ตาม สัญญาณเหล่านี้เทียบเท่ากับการได้ยินเสียงฝีเท้าในความมืด เราสามารถอนุมานได้ว่าดาวเคราะห์ดวงนั้นใหญ่แค่ไหน และมันจะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน เราอาจกรองรายละเอียดเล็กน้อยเกี่ยวกับองค์ประกอบของบรรยากาศและอุณหภูมิของมัน

ที่เหลือขึ้นอยู่กับจินตนาการของเรา โดยได้รับแรงบันดาลใจจากลักษณะของดาวเคราะห์ที่สร้างระบบสุริยะของเราเอง

กระนั้น การแก้ไขคุณสมบัติของเมฆ มหาสมุทร แหล่งแร่ แม้แต่ช่องว่างและภูเขาในดาวเคราะห์นอกระบบสามารถบอกเราได้อีกมากมายเกี่ยวกับความคล้ายคลึงกันของลักษณะทางธรณีวิทยาทั่วทั้งจักรวาล ซึ่งรวมถึงศักยภาพของชีววิทยามนุษย์ต่างดาว

“โดยการถ่ายภาพดาวเคราะห์ดวงอื่น คุณสามารถมองดูมันและอาจเห็นตัวอย่างสีเขียวที่เป็นป่าไม้และจุดสีน้ำเงินที่เป็นมหาสมุทร ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะโต้แย้งว่ามันไม่มีชีวิต” แมคอินทอชกล่าว

อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการใช้เทคนิคเฉพาะนี้คือการเดินทางที่หอดูดาวจะต้องทำ

ขณะนี้ ยานโวเอเจอร์ 1 เป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา เพื่อเข้าสู่ความมืดอันเยือกเย็นของระบบสุริยะชั้นนอก เปิดตัวในปี 1977 ครอบคลุมระยะทางกว่า 23 พันล้านกิโลเมตร (14.5 พันล้านไมล์) อย่างน่าอัศจรรย์ นั่นคือช่องว่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ 156 เท่า

จุดหมายที่จำเป็นสำหรับกล้องโทรทรรศน์นอกระบบดาวเคราะห์นอกระบบที่ใช้ดวงอาทิตย์เป็นเลนส์นั้นมากกว่าระยะทางที่ทำลายสถิติถึงสี่เท่า การเดินทางที่ต้องใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งศตวรรษในการใช้ความรู้ที่มีอยู่ทั้งหมดของเรา

โซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมสำหรับการเดินทางในอวกาศทางไกลอาจทำให้เราไปถึงที่นั่นเร็วกว่านี้แน่นอน หมายความว่าเป็นไปได้ที่กล้องโทรทรรศน์คอสมิกที่สอดแนมดาวเคราะห์นอกระบบอาจยังมีวันในดวงอาทิตย์

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน วารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์.

.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*