Как метод радиоинтерферометрии может помочь в поиске экзопланет
Световые волны радиодиапазона настолько велики, что нельзя получить высококачественное изображение с помощью одной антенны. Чтобы запечатлеть изображение с такой же четкостью, как, например, телескоп Хаббла, потребовалась бы радиотелескоп размерами в десятки километров. Поэтому радиоастрономы выбрали другой путь. Они использовали множество антенн, каждая из которых фиксировала свой собственный сигнал.
Поскольку антенны не только фиксируют точные данные, но и точное время их поступления, астрономы могут использовать процесс, известный как интерферометрия. Свет от удаленного радиоявления достигает каждой антенны немного в разное время, и таким образом, корелируя эти временные данные, астрономы могут рассматривать массив как виртуальный антенный диск, размеры которого равны размеров всего массива. Как говорится: «Многое становится одним».
Оптической астрономии обычно не нужно решать подобные задачи. Длину волн видимого света можно сравнить с атомным масштабом, тогда как у радиоволн – с миллиметрами и метрами, поэтому даже умеренно крупный телескоп способен получать отличные изображения. Основное зеркало телескопа Хаббл, например, имеет всего 2.4 метра в диаметре. Но ситуация начинает меняться. Современные наземные оптические телескопы используют сразу несколько гексагональных зеркал вместо одного основного, а даже телескоп Джеймса Уэбба имеет массив из семи зеркал, чтобы не ограничиваться размерами ракеты-носителя. Зеркала могут быть сфокусированы на один детектор, поэтому интерферометрия пока не требуется. Но что, если мы попробуем все же?
Этот вопрос стал предметом нового исследования. Авторы предлагают метод, известный как ядерная фазовая интерферометрия (KPI), и хотя он отличается от радиоинтерферометрии, у него есть много таких же преимуществ. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
При обычной интерферометрии отдельные сигналы коррелируются для создания одного изображения. KPI, с другой стороны, начинается с единственного изображения и создает виртуальный массив индивидуальных сигналов с помощью преобразований Фурье. Как только виртуальный массив создан, его можно использовать для создания изображения через корреляцию, так же, как мы делаем с радиосигналами.
Тем не менее, это подход не всегда дает ощутимые преимущества. В то время как радиоинтерферометрия может создавать изображения высокого разрешения, такие изображения имеют артефакты из-за расположения антенн. Использование KPI на изображении с высоким разрешением просто создаст другое изображение с высоким разрешением, включающее артефакты. Однако одно из основных преимуществ интерферометрии заключается в способности изолировать источники. Как показывают авторы, использование KPI на наблюдениях, таких как близкие бинарные звезды, позволяет лучше различать индивидуальные источники. Этот метод может оказаться особенно полезным для наблюдения за экзопланетами, размером сопоставимыми с Землей, которые вращаются вокруг звезд, подобных Солнцу.
Что интересно в этом методе, так это то, что не нужно проводить новые наблюдения. Уже имеющиеся данные с телескопов, таких как JWST, можно проанализировать с помощью KPI для создания прямых изображений экзопланет и близких бинарных звезд. С одного наблюдения можно получить множество данных благодаря этому новому подходу.
Таким образом, метод KPI открывает новые горизонты в астрономических исследованиях и предоставляет возможность более детального изучения других миров в нашей галактике.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
