I framtiden kan vi ta bilder på ytan på exoplaneter

I en inte alltför avlägsen framtid kan vi troligen ta bilder av jordliknande planeters kontinenter, oceaner och moln.

Det blir annorlunda än i dag då exoplaneter som kretsar kring andra stjärnor ser ut som eldflugor i en strålkastare. Prickar i sin sols yta. Även när nästa generation av rymdteleskop är uppe kommer detta inte att förändras. Ett rymdteleskop tillverkat som nuvarande är skulle behöva vara 90 kilometer breda för att se ytan på en planet 100 ljusår bort.

Men en grupp forskare har en djärv plan för att övervinna dessa svårigheter. De vill  använda solsegelrymdfarkoster eventuellt en hel flotta av dem sända längre bort från jorden än någon tidigare rymdsond varit och där vända på sig och använda vår därifrån avlägsna sols gravitation som ett gigantisk förstoringsglas. Om det fungerar kommer vi (enligt dessa forskare) att fånga en bild av en exoplanet så skarp att vi kan se markformationer ner till 10 kilometer i diameter.

Projektet kallas Solar Gravity Lens, eller SGL. NASA och en samling av universitet, flygbolag och andra organisationer är inblandade liksom Planetary Societys grundare Lou Friedman den ursprungliga solseglingentrepenören.

Albert Einstein förutspådde för över ett sekel sedan tanken att gravitationen kan böja och förstora ljus, ett begrepp som kallas gravitationell linsning. Ur en observatörs synvinkel blir ljus från ett avlägset objekt som passerar nära ett massivt förgrundsobjekt förvrängt och förstorat, förutsatt att observatören är på rätt plats, känt som brännpunkten. Det liknar hur du kan fokusera en kamera genom att hitta rätt avstånd på ditt mål, snarare än att justera kamerans fokus.

Rymdteleskopet Hubble och andra observatorier har sett detta fenomen som bågar och ringar runt avlägsna galaxer, förvrängda och förstorade av gravitationen hos närmare liggande galaxer. Forskarna bakom SGL-projektet säger att vi kan göra samma sak med exoplaneter. Men då behöver vi behöver  resa dit  brännpunkten kan nås till objektet. För en exoplanet är detta i vissa fall 100 ljusår bort (avståndet vi kan arbeta mot högst) eller 97 miljarder kilometer bort vilket är 16 gånger längre från solen än Pluto. Voyager 1, som har rest längre ut i rymden än något annat objekt tillverkat på jorden har bara rest cirka 20 miljarder kilometer de senaste 40 åren.

Lösningen för att komma i väg snabbare anses vara solsegling.

Solsegel fångar dynamiken i ljuset från solen och använder denna drivkraft som framdrivning. Med hjälp av denna teknik kan en SGL rymdfarkost flyga nära solen  och då öka hastigheten och kasta sig mot de yttre delarna av vårt solsystem vilket gör resan ditut  25 år.

När farkosten är i brännpunkten skulle ljuset från exoplaneten smetas in i en cirkel som kallas en Einsteinring. Ringen skulle innehålla 2 delar. En del skulle komma från en enda 10 kilometer-del av exoplaneten och ge bara en enda pixel i den slutliga bilden. Den andra delen skulle innehålla ljus från resten av exoplaneten.

Med rätt optik, med 1 miljon bilder av ringarna från olika platser skulle det ge en bild som liknar den som togs vid rundflygningen av månen av Apollo 8 astronauterna 1968 på jorden och fånga ytegenskaper så små som 10 kilometer rakt över.

De tekniska utmaningarna för SGL är minst sagt stora för att detta ska kunna realiseras. Till att börja med är det frågan om exakt navigering och kommunikation över långa avstånd och behovet av ett solskydd för att hålla vår egen sols ljus borta från teleskopet.

NASA tror dock på konceptet och har nyligen tilldelat det 2000000 dollar  från sitt NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts) program. NIAC, som har funnits sedan 1998.  Pengar från detta program betalas ut  för att hjälpa innovativa idéer att komma vidare. SGL är bara den tredje studien i programmets historia för att nå projektets tredje fas.

Om det realiseras (min anm.) blir det revolutionerande i vår kunskap om exoplaneter.

Bild: Från vikipedia av en konstnärs bild på hur en solnedgång på exoplaneten HD 188753 Ab skulle kunna se ut. Planeten finns 151 ljusår bort i stjärnbilden Svanen.

En Pulsar 6500 ljusår bort kan ses i en upplösning vilken genom slumpen gjorts helt otrolig.

Ett team av astronomer har nyligen sett en av de högsta upplösningarna i bildskärpa av observationer i astronomins historia på det avstånd där så inte skulle kunna ske. Detta genom en observation av  två intensiva regioner av strålning vilka finns 20 kilometer från varandra på en pulsar 6500 ljusår bort. Pulsaren PSR B1957 + 20 vars moln av gas omsluter en brun dvärgstjärna, följeslagaren vilken följer den. 

Gasen från denna pulsar agerar som ett förstoringsglas alldeles framför pulsaren säger Robert Main doktorand vid Institutionen för astronomi och astrofysik vid University of Toronto.  Ovanstående pulsar är en neutronstjärna som roterar med en hastighet av 600 gånger per sekund Vid detta snurrande avger pulsaren strålning från två hotspots vilka ligger ca 20 km från varandra på dess yta. 

Den bruna dvärgstjärnan är ungefär en tredjedel av diametern av vår sol (en brun stjärna är en misslyckad stjärnbildning där temperaturen inte blev hög nog för att det skulle bli en stjärna utan processen stannade av). 

Den ligger ungefär två miljoner kilometer från pulsaren eller för att jämföra från vårt solsystem fem gånger avståndet mellan jorden och månen. Den bruna dvärgen  är låst till pulsaren så att ena sidan alltid står mot dess pulserande följeslagare, likt månen tidvattensmässigt är låst till jorden. Temperaturen på den bruna dvärgen ligger  på strålningssidan på 6000C vilket blästrar ytan från materia. 

Pulsarer av dessa typer i  binära system kallas svarta änkan pulsarer. Precis som  svarta änkan spindeln äter sin kompis är det tänkt att pulsaren gradvis eroderar gas och stoff  från dvärgstjärnan (den bruna dvärgen) tills den  förbrukats i en avlägsen framtid.

Bilden ovan är på ovanstående objekt därute.

Tips på en ny sida från NASA. Dagens bilder på Jorden från rymden. Tipsar även på dagens bild på rymden vilken funnits i många år nu.

NASA har numera en sida som dagligen visar en ny bild på Jorden  se denna länk tagen från rymden och Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) dagligen läggs härifrån ett tiotal nya bilder upp. På länken nedan.

Tidigare har de funnits och finns fortfarande möjlighet att se dagens bild på rymden. Se denna länk