Можем ли мы сделать сверхмассивные телескопы для съемки экзопланет?

Таким образом, главное, что интересует в этом посте, это угловое разрешение. Вам нужны относительно яркие и маленькие объекты. Угловое разрешение увеличивается линейно с размером апертуры. Однако вам не обязательно нужен гигантский световой ковш телескопа для достижения высокого разрешения. Вы можете добиться впечатляющего разрешения с помощью интерферометрии.. Интерферометрия — это, по сути, объединение света от нескольких телескопов. Расстояние между двумя телескопами дает разрешение, примерно такое же, как если бы вы использовали один гигантский телескоп с диаметром, равным расстоянию между двумя телескопами. Очевидно, что поскольку площадь собирающей свет поверхности намного меньше, два интерферометрических телескопа не смогут улавливать слабые объекты почти так же хорошо, как один массивный.

Следующий «флагманский» оптический космический телескоп в настоящее время называется ATLAST , и его разработка и запуск запланированы на 2030-е годы (что с практической точки зрения, учитывая обычный цикл разработки, означает, что мы, вероятно, не увидим его раньше 2050 года, если он когда-либо даже выходит из разработки). Дизайн все еще находится на стадии концепции, и диаметр главного зеркала должен быть где-то между 8 и 16 метрами (сравните JWST диаметром 6,4 метра и Хаббл 2,4 метра). В самом большом случае это обеспечит угловое разрешение примерно в 6,6 раз больше, чем у Хаббла.

Однако этого разрешения недостаточно для разрешения красных гигантов, не говоря уже об экзопланетах.

VLT , благодаря разделению его отдельных телескопов (около 130 м между 1 и 4 , как измерено картами Google, потому что я не смог найти официальное значение ) , способен достичь разрешения 0,002 угловых секунды, что примерно В 50 раз лучше, чем Хаббл. Сейчас мы начинаем видеть размытые изображения крупнейших близлежащих красных гигантов.

Изображение Антареса, красного сверхгиганта, полученное с VLT. Другие изображенные звезды можно найти здесь

Итак, что нам нужно сделать, чтобы получить изображение экзопланеты подобного качества?

Самые большие экзопланеты примерно в 10 000 раз меньше, чем самые большие звезды. Если вы хотите, чтобы разрешение было таким же, как на картинке выше, вам нужно в 10 000 раз больше эффективного диаметра (разделения) VLT. Это примерно 1300 км, или примерно «ширина» Аравийского полуострова от Красного моря до Персидского залива.

Я не астроном, поэтому мне не известны практические проблемы создания чего-либо с таким разделением (будь то в космосе или на земле). Я знаю, что расстояние между двумя телескопами должно быть точно известно и не должно отклоняться. Размещение двух телескопов, скажем, по обе стороны Великой рифтовой долины было бы плохой идеей.

А в космосе? Опять же, возникнут проблемы с расстоянием между двумя телескопами. Расстояние должно оставаться точно таким же между ними и объектом, который объединяет и записывает свет. Связанный вопрос в вашем вопросе имеет ответ, который дает некоторые из монументальных трудностей с проектированием такого телескопа .

Подводя итог , чтобы получить изображения экзопланет, вам не нужен один большой телескоп, вам нужен набор меньших телескопов с (очень) большим расстоянием между ними, чтобы вы могли проводить интерферометрию. Но даже для интерферометрии шансы складываются против вас из-за инженерной проблемы, заключающейся в наличии мегаметрового, но точно измеренного расстояния между ними.