Mengapa teleskop kami tidak dapat mencari "planet kesembilan"?

Dalam sejarah astronomi telah menjadi sejarah surut ufuk. Penciptaan teleskop membawa kita di luar keupayaan mata kasar, kepada berjuta-juta (dan berbilion-bilion) bintang di Milky Way kami. Penggunaan gambar dan teleskop pelbagai panjang gelombang astronomi untuk membawa kami di luar galaksi kita dalam jauh "alam semesta pulau" yang mendiami seluruh ruangan, yang kita boleh mengakses. Walau bagaimanapun, walaupun apa yang kita tahu tentang alam semesta yang jauh, dalam sistem suria kita mungkin dunia belum ditemui. Bagaimana begitu?

Mengapa teleskop kami tidak dapat mencari

Mengapa kita tidak boleh mencari planet baru di dalam Sistem Suria

Jika ahli-ahli sains boleh menggunakan teleskop untuk memburu planet, galaksi, dan exoplanets lain orang lain, mengapa mereka tidak boleh hanya mengambil dan mengimbas sistem suria kita mencari orang lemah dari pusat "Planet X" dan objek-objek angkasa yang lain?

Terdapat kata kunci yang anda perlu memahami, sebelum kita menangani isu yang: nilai. Dari sudut astronomi berpendapat, setiap objek adalah kecerahan yang wujud, menentukan jumlah cahaya yang dipancarkan. Dalam hal suatu objek seperti matahari kita, ia adalah untuk kilauan sendiri, kerana matahari menghasilkan tenaga dan mengeluarkan ia dalam semua arah. Dalam hal objek seperti bulan kami, ia merujuk kepada cahayanya terpancar, kerana ia tidak mempunyai kilauan sendiri.

Jika anda melihat bulan dalam fasa bulan sabit, anda akan dapat melihat permukaan yang tidak diterangi oleh matahari. Ini bukan sesuatu yang menipu atmosfera moon (kerana dia telah beliau hampir tiada), dan apa yang dipanggil cahaya kelabu bulan: cahaya matahari yang terpantul dari Bumi dan Bulan jatuh. Perbezaan kecerahan antara contoh-contoh ini menunjukkan berapa banyak perbezaan antara cahaya yang terpantul dan cahaya sendiri.

Mengapa teleskop kami tidak dapat mencari

Tetapi terdapat satu lagi detail yang menekankan perbezaan kecerahan antara Matahari dan Bulan, dan Bulan, dan seluruh langit malam. Bulan tidak mempunyai hak untuk menjadi lebih cerah daripada bintang, planet atau galaksi di langit, berdasarkan jumlah menyedihkan mereka sendiri. Malah, bulan - objek paling malap dilihat dengan mata telanjang dari mana-mana tempat di Bumi. Namun, ia kelihatan lebih terang daripada segala-galanya kecuali matahari.

Sebab untuk ini adalah bahawa bulan adalah sangat rapat dan bahawa kecerahan sendiri tidak bertepatan dengan yang diperhatikan - Kecerahan - atau kelihatan.

Lebih jauh objek itu, yang kurang terang ia muncul. Walau bagaimanapun, ia tidak bahawa beberapa jenis peraturan umum yang boleh digunakan hubungan kuantitatif yang membolehkan kita untuk menentukan berapa terang atau malap seolah-olah membantah, bergantung kepada jarak kepadanya. Ringkasnya, kecerahan (b) jatuh sebagai songsang dengan kuasa dua jarak, atau b ~ 1 / R².

Meletakkan objek dua kali lebih jauh, dan kecerahan akan jatuh empat kali. Meletakkan sepuluh kali lebih - dan jatuh seratus kali. Meletakkan seribu kali lebih, kecerahan akan menggugurkan juta kali.

Bagi apa-apa objek yang mengeluarkan cahaya sendiri, kedua-dua faktor menentukan kecerahan jelas: kecerahan dalaman dan jarak kepada pemerhati.

Kedua-dua faktor adalah mungkin yang paling penting dan perlu diambil kira apabila menentukan jenis teleskop, yang akan dibina. Anda mahu melihat sesuatu yang lebih membosankan? Anda akan perlu untuk mengumpul lebih banyak cahaya, dan oleh itu memerlukan teleskop yang lebih besar atau perlu berhati-titik yang sama dari langit lebih lama. Jika wang dan teknologi itu tidak mengapa, anda akan memilih setiap kali teleskop yang besar. Memasang teleskop dua kali, dan anda bukan sahaja akan mengumpul empat kali lebih banyak cahaya, tetapi juga dua kali ganda resolusi. Untuk mengumpul empat kali lebih banyak cahaya, menonton perlu lagi untuk menghabiskan empat kali lebih banyak masa dan tidak mendapat hampir tidak ada keuntungan dalam resolusi.

Teleskop terbesar, yang kita ada, dapat melihat objek dengan resolusi yang paling tinggi dan mengenal pasti bahagian-bahagian mereka dalam masa yang sesingkat mungkin.

Terdapat juga pertimbangan bidang pandangan. Apakah matlamat anda? Melihat objek paling malap daripada mungkin? Atau untuk melihat medan maksimum yang mungkin alam semesta?

Anda perlu berkompromi. teleskop anda boleh mengumpul sejumlah cahaya, melihat kawasan kecil dengan ketepatan yang tinggi dan kawasan yang besar dengan ketepatan yang rendah. Sama seperti mikroskop boleh menggandakan peningkatan pada separuh untuk mengurangkan diameter bidang pandangan teleskop boleh melihat jauh ke dalam alam semesta, merapatkan bidangnya pandangan.

skop yang berbeza dioptimumkan untuk tujuan yang berlainan. Tetapi kompromi akan menjadi sangat serius. Jika kita mahu melihat sejauh mungkin, kita perlu memilih sebuah kawasan yang sangat kecil langit.

Mengapa teleskop kami tidak dapat mencari

Hubble Bidang yang sangat mendalam. Rantau kecil ruang telah dilihat pada panjang gelombang yang berbeza untuk sejumlah 23 hari. Jumlah maklumat yang kita memancing, hanya menakjubkan: kami mendapati 5500 galaksi dalam patch kecil ini dari langit. Objek faintest dalam bahagian ini secara literal 10 bilion kali lebih malap dari apa yang anda boleh lihat di bahagian atas mata telanjang. Oleh kerana cermin besar-diameter, pemerhatian pada panjang gelombang yang berbeza, lokasi di angkasa, dan peningkatan yang besar dalam bidang yang kecil pandangan, "Hubble" dapat mengesan galaksi sangat pengsan yang hanya anda boleh melihat. Tetapi ini mempunyai harga yang: gambar ini, penciptaan yang mengambil masa 23 hari, termasuk semua 1/32 000 000 sebahagian daripada langit.

Mengapa teleskop kami tidak dapat mencari

Di sisi lain, dan sebagainya boleh dilihat. gambar ini diambil menggunakan teleskop Pan-STARRS, yang mengimbas setiap malam semua langit kelihatan dari tempat di Bumi. Ia boleh dibandingkan dari segi saiz dengan Teleskop Angkasa Hubble, tetapi dioptimumkan untuk menangkap bidang yang luas, mencari perlindungan langit yang lebih besar daripada yang semakin meningkat.

Akibatnya, ia boleh mengesan objek yang terletak di hampir mana-mana bahagian di udara, Hanya kutub selatan yang melampau terputus kerana lokasi teleskop di hemisfera utara. Pan-STARRS menangkap 75% daripada langit dan sempurna rekod perubahan antara titik cahaya. Dia boleh mencari komet, asteroid, objek Kuiper tali pinggang, dan banyak lagi. Tetapi objek-objek ini perlu menjadi seribu kali lebih cerah daripada faintest daripada mereka, iaitu, "Hubble".

Seperti yang kita mahukan, kita tidak boleh meneroka keseluruhan sistem solar luar dengan pendekatan perlu untuk mencari semua yang ada di dalamnya. Ultradeep, sverhtuskly semua-sky kajian akan mungkin tidak pernah dibuat kerana batasan teknologi; kita dapat melihat samar-samar dalam julat yang kecil atau terang dalam yang luas, tetapi tidak kedua-duanya pada masa yang sama.

Terdapat juga satu lagi faktor yang menghadkan, yang kembali ke pangkal jalan: objek ini hanya memantulkan cahaya matahari. Jika anda melihat di luar sistem solar pada dua objek yang serupa, tetapi dua kali lebih daripada yang lain, ia akan menjadi enam belas kali malap. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa dari masa ke masa, cahaya matahari yang jatuh pada objek yang jauh dan menjadi lebih cerah pada suku, tetapi kemudian cahaya pantulan telah melakukan perjalanan jarak yang lebih besar dalam tempoh dua hingga mata kita, menjadikan jumlah kecerahan ketara berkurangan apabila b ~ 1 / r⁴. Walaupun dalam awan Oort itu adalah dunia yang saiz Musytari, kita tidak akan mendapati. Kami mempunyai pelbagai teleskop, mampu melihat objek yang sangat lemah, tetapi kita perlu tahu di mana untuk menghantar mereka. Kami mempunyai pelbagai teleskop, dapat meninjau kawasan yang luas di langit, tetapi mereka hanya boleh melihat objek terang, dan yang lemah - tidak ada. Bagi objek dalam sistem suria kita, kerana mereka mencerminkan cahaya matahari dan bukannya mengeluarkan mereka sendiri, mereka tidak boleh dilihat dalam mana-mana teleskop moden, jika mereka lebih jarak tertentu.

Ia ternyata bahawa di sebalik semua pengetahuan kita tentang alam semesta dan planet kita sendiri, margin sistem suria kita sentiasa boleh menjadi bagi kami mata air dari kejutan.

Apa yang sedang berlaku untuk membina teleskop? Beritahu kami berbual dalam telegram.