Имеет ли смысл межзвездный экзопланетный телескоп?

Поскольку транзитный метод обнаружения экзопланет требует идеального выравнивания орбит, сможет ли телескоп типа «Кеплер» обнаружить больше экзопланет, если его отправить за пределы нашей Солнечной системы даже на относительно реальные межзвездные расстояния (скажем, 0,1–0,5 световых года)? По сути, я имею в виду изменение координат, в которых мы будем проводить наблюдения.

К тому времени, когда телескоп достигнет позиции наблюдения, Земля усовершенствует методы наблюдения настолько, что телескоп станет полностью устаревшим антиквариатом.
Я не уверен, что понимаю все относительные скорости и углы, но разве солнце не движется, поэтому земной телескоп предлагает разные координаты с течением времени?
Кросс-пост от Worldbuilding .
В конце концов это может иметь смысл, но в настоящее время у нас нет возможности отправить телескоп так далеко. Если бы мы запустили такой телескоп сегодня, а потом подождали 100 лет и запустили бы еще один, то второй почти наверняка достиг бы своей конечной позиции первым из-за более совершенной технологии движения.

Ответы (3)

@СФ. правильно. Это правда, что местоположение далеко от Земли может иметь доступ к другим орбитальным плоскостям и, таким образом, потенциально видеть другой набор покрытий и транзитов, вам придется отойти очень-очень далеко от Земли, чтобы что-то изменить.

Тот же бюджет и время было бы гораздо лучше потрачено на разработку оптического космического телескопа следующего поколения, в котором используются зеркальные сегменты, которые уже даже не являются частью одного и того же космического корабля, а вместо этого отделены друг от друга десятками или сотнями метров, но все еще могут объединять свои сигналы (оптические или иные) для синтеза оптической апертуры чрезвычайно высокого разрешения, равной расстоянию между сегментами. По такому же принципу работают массивы радиотелескопов.

С большей эффективной апертурой вы можете различать объекты, находящиеся дальше, что открывает гораздо больший объем пространства для прямых изображений солнечных систем, вместо того, чтобы полагаться только на геометрию для измерений транзита. Прямо сейчас только несколько систем, близких к Земле, имеют какие-либо прямые данные изображений.

ОП спрашивал о транзитах ... Я не уверен, как здесь поможет ваша идея высокого разрешения на радиоволнах?
Я думаю, что дело здесь в том, что при том же бюджете вы можете перейти от измерения транзитов к прямой визуализации.
@AtmosphericPrisonEscape Я добавлю слово «оптический», чтобы было понятнее.
@JohnWalthour Да, я также добавил это явно, спасибо!
@uhoh «оптический» не относится к методу обнаружения экзопланет. Вы можете делать оптические RV, транзиты, прямую визуализацию, астрономию... так же, как и в ИК, субмм,.. Вот почему я был и остаюсь в замешательстве. Прямая визуализация ограничена не угловым разрешением, которого вы можете достичь, а технологией коронографа.
@AtmosphericPrisonEscape хорошо, вы сказали «... ваше представление о высоком разрешении на радиоволнах ...», и я объяснил, что говорю об улучшении разрешения на оптических длинах волн (порядка 1 микрона по сравнению с NIR). Я не собираюсь разбивать его на точную длину волны. Для наземных телескопов прямое изображение было ограничено ближним ИК-диапазоном по практическим причинам (см. здесь и здесь , а также некоторые ограничения атмосферного поглощения), и космос открыл бы больше возможностей.
@AtmosphericPrisonEscape У перехода на более длинные волны есть свои преимущества и недостатки, и это увлекательная тема, требующая больше места. Легче преобразовывать сигналы, собирать данные и проводить интерферометрию с помощью компьютера отдельно, а верхний предел частоты для этой технологии будет продолжать расти в ближайшие несколько десятилетий. Меньшие требования к рисунку поверхности (микроны, а не нанометры) позволяют создавать «тарелки» с меньшим весом, которые могут быть намного больше и по-прежнему доступны для запуска.
@AtmosphericPrisonEscape, но для любой пары длины волны + базовой линии (или диаметра) будет некоторое расстояние , за которым планетная система 1 AU или 10 AU не может быть разрешена из-за дифракции и технологии коронографа - независимо от того, какие методы манипуляции волновым фронтом используются, и удержание экран (защита от солнца) с точностью до 1 метра в течение минут или часов на расстоянии порядка 10 000 км в ближайшем будущем недосягаем. Чтобы увеличить количество наблюдаемых/обнаруживаемых систем, увеличение базовой линии лучше использует космические усилия, чем межзвездные космические корабли .
@AtmosphericPrisonEscape, тем временем, можете ли вы предложить изменения, которые я могу внести в ответ, который, по вашему мнению, улучшит его, или есть что-то, что вы считаете неправильным, что нужно исправить? Остановимся на тексте ответа и «моих размышлениях» отдельно. Я открыт для улучшений для обоих, но сначала, пожалуйста, скажите мне, что вы хотели бы видеть скорректированным (если что-либо) в ответе. Спасибо!
@uhoh Все хорошо и мило. Я хотел сказать, что ОП спрашивает об «А», вместо этого вы отвечаете «Б». Творческие ответы, конечно, в порядке, но я не понял, на что вы хотели ответить. Кроме того, транзиты и DI являются взаимодополняющими методами, один из которых чувствителен к планетам в целом, а другой — к небольшим расстояниям между большой полуосью. Я думаю, что вопрос ОП отражает желание преодолеть ограничения в транзитах и ​​​​не более того.
@AtmosphericPrisonEscape Хорошо, извините, чтобы перепроверить, «A» - это телескоп типа Кеплера - фотометрия, и я начал обсуждение «B», который отображает изображения. Так что на самом деле я мог бы просто сказать «Нет», упомянуть, что на полезном расстоянии для перехвата новых самолетов потребуется мини-прорыв, мега-звездный выстрел, и на этом остановиться. На самом деле это могло бы помочь, если бы вы просто прямо сказали: « ОП спрашивал о типе Кеплера, который использует фотометрию, а вы говорите о чем-то другом, используя изображение, которое не связано с изменением плоскости ». Я действительно не уловил твоего беспокойства до "A vs B".

Есть несколько проблем с этой идеей:

  1. Как упоминалось uhoh и SF, достижение точки, достаточно далекой от нашей Солнечной системы, чтобы сделать наблюдение, отличное от наблюдения Кеплера, занимает так много времени, что телескоп и данные фактически устаревают к тому времени, когда они достигнут этой точки - даже ЕСЛИ (и это очень-очень большой ПЧ) мы могли бы даже построить его, чтобы он все еще работал на таком расстоянии (источник питания, массив передачи, управление ориентацией телескопа и т. д.), его использование было бы ограниченным.
  2. Угол просмотра останется прежним. Да, вы были бы далеко в космосе, но вы ВСЕ ЕЩЕ смогли бы обнаружить большинство планет только с помощью транзитного метода, просто потому, что теперь, когда вы можете быть немного ближе к системе Альфа Центавра, вы все еще были бы в световых годах от нее. почти любая другая звезда и по-прежнему сталкивается с той же проблемой, с которой вы сталкиваетесь на Земле. Вы можете обнаружить несколько разных планет из-за немного другого угла, но они не будут сильно отличаться, если только вы не подумаете о перемещении на сотни световых лет, что заняло бы миллионы лет с нашими современными технологиями.
  3. О прямом обнаружении с помощью визуальных изображений с помощью современных технологий не может быть и речи, если только вы не подойдете очень близко к звездной системе или если планета не достаточно велика и не находится далеко от своей родительской звезды. Ограничивающим фактором здесь является то, что родительская звезда настолько яркая, что на несколько порядков затмевает отраженный свет своей планеты. Если они находятся близко к родительской звезде, звезда будет слишком яркой, чтобы их можно было отобразить напрямую (будь то в микроволновом, ИК, видимом или УФ-диапазоне). Если они находятся далеко от своей родительской звезды, отраженный свет слишком слаб, чтобы его можно было обнаружить, если только этот телескоп не будет находиться близко к наблюдаемой звездной системе — и тогда он сможет обнаружить только планеты этой конкретной звездной системы.
«... звезда будет слишком яркой, чтобы их можно было отобразить напрямую ...» Хотя на самом деле это не фундаментальное ограничение. Космические телескопы следующего поколения с новой технологией коронографа должны позволить получать изображения многих планетных систем, которые в настоящее время недоступны.

Кто-то другой может заняться подробными математическими расчетами, но чем длиннее ваша базовая линия и чем больше обсерваторий, тем полнее охват. Две обсерватории на той же орбите, что и Плутон, но на противоположных сторонах Солнца, все равно будут находиться на расстоянии всего 0,0012 светового года друг от друга. Три было бы лучше, и они все равно были бы достаточно близко (как раз), чтобы обеспечить связь, необходимую для обеспечения скоординированных наблюдений, необходимых для измерений и сравнений типа параллакса. Идти намного дальше на самом деле не помогает, поскольку не было бы никакого способа вернуть информацию на Землю, чтобы она была полезной.

Речь идет об обнаружении экзопланет вокруг других звезд. Я не думаю, что параллакс может помочь здесь, длинная базовая линия должна быть для интерферометрии.