Spørg Fagfolket: Vil fremtidige teleskoper kunne se infrastruktur på andre planeter?

Illustration: tampatra/Bigstock

Vores læser Palle Sørensen har spurgt:

Man bygger større og større teleskoper - vil man på et tidspunkt få så kraftige teleskoper, at man ville kunne se infrastruktur på en anden planet, eller er der nogle fysiske love, der forhindrer dette?

John Leif Jørgensen, professor på Institut for Rumforskning og Rumteknologi på DTU Space, svarer:

Den fysiske lov, der begrænser et teleskops opløsningsevne, er det, vi kalder for teleskopets diffraktionsgrænse, som i praksis defineres ved, hvor små objekter teleskopet stadig kan opløse.

Formlen hedder sin(theta) = 1.22*lambda/d, hvor lambda er bølgelængden på det lys, man observerer, d er teleskopets indgangspupil (hovedspejlets diameter), og theta er vinklen mellem de to objekter, man vil observere.

Eksempel: James Webb-rumteleskopet har en spejl på ca. 6,5 m, og antager vi lys med en bølgelængde på 560 nm (Grønt), bliver theta = 8.6*10^-8 radianer.

Antager vi, at vi har fundet en planet i en afstand på 1 lysår (altså 9.46*10^15m, hvilket er urealistisk tæt på), så vil et 6,5 m teleskop kunne skelne to objekter, der er 813.560 km fra hinanden i grønt lys. Altså langt fra at kunne se infrastruktur.

Selv de vildeste drømme, som astrofysikerne har med teleskoper på 300 m, vil ikke kunne hjælpe.

Flere teleskoper kan hjælpe

Hvis vi skal have bedre opløsningsevne, skal teleskopet have en meget større åbningsdiameter, hvilket faktisk kan lade sig gøre med to mindre teleskoper, placeret nogle kilometer fra hinanden (interferometri).

Alle de store teleskoper (f.eks. Keck på Hawaii, ESO's ALMA og - naturligvis - Very Long Baseline Array VLB) bruger interferometri til at øge opløsningsevnen.

Hvis du forestiller dig to teleskoper, som er placeret 1000 km fra hinanden i rummet og samarbejder for at lave interferometri, vil de kunne opløse objekter på 5,3 km på en planet, som er 1 lysår væk. Altså nok til at kunne se større ting som byer og landbrug.

Både ESA og NASA har planer om sådanne rumteleskoper.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jamen så er der vel ikke noget i vejen for at lave interferometri med hubble og det nye James Webb teleskoperne - de burde have et overlap i det infrarøde område af det elektromagnetiske spektrum.

Hvad venter vi på...

  • 0
  • 11

Er 1 km fra hinanden ikke faretruende tæt på hinanden, når vi snakker i rummet? Og hvorfor kun 2 teleskoper. Ville det ikke være bedre med 3 eller flere, der tilsammen danner et f.eks. 10 km stort "spejl". Men ok, det vil selvfølgeligt være rasende dyrt at lave. Så hvis to er nok, placeret 5 eller 10 km fra hinanden - hvad giver det så i opløsning?

  • 3
  • 1

Er 1 km fra hinanden ikke faretruende tæt på hinanden, når vi snakker i rummet?

Teleskopernes afstand og indbyrdes placering skal helst være med millimeter præcision. Ellers vil interferometri ikke være muligt. I princippet skal præcisionen være bedre end en bølgelængde af det lys som der observeres i. Teleskoperne vil være i samme bane.

Ville det ikke være bedre med 3 eller flere, der tilsammen danner et f.eks. 10 km stort "spejl".

Jo, 3 er bedre end 2. Med 2 vil den høje opløsning kun opnås i en retning, vinkelret på denne bliver opløsningen meget lavere. Men det kan kompenseres ved ny observation 1/4 årsenere og sætte de to billeder sammen.

  • 12
  • 0

PL skriver: "med mm præcision".

Det er næppe rigtigt. De store teleskober sammenbringer jo ikke signalerne "live" - de optager signalerne og foretager en signal-kombination. Derfor kan kompensation for afstand ske ved signaljustering (tidsforskydning).

Det minder lidt om et stereo-billede, hvor afstanden mellem linserne giver stereo billedet, og hvor en tilsvarende afstand i fremviseren reproducerer stereovirkningen.

  • 1
  • 0

For teleskober på jorden, bruger man en laserstråle til at korrigerer for turbolens i atmosfæren, dette vil nok ikke være muligt på den fremmede planet. Hvor stor betydning får det for hvor skarpt man kan indstille spejlene?

  • 1
  • 0

Vi hører meget om hvad enkelt teleskoper, eller grupper kan. Men indenfor radar og sonar verdenen taler man også om "syntetisk apertur" en teknik der betyder at adskillige billeder tages imens Sonaren bevæger sig ad en bane. Efterfølgende kan man ved matematik sammenfolde alle disse målinger så man opnår en skarphed (opløsning) svarende til en sonar med adskillige kilometers bredde. Teknikken er i daglig brug i kartografi med såvel fly radar over land, og sonar opmålinger til søkort.

Benytter man, eller kunne man tænkes at benytte, den tilsvarende teknik med teleskop satellitter. ? Eller landbaserede radioteleskoper ?

Ved at lade den observere i samme retning under ½ omgang omkring jorden vil man få en temmelig stor "syntetisk apertur"

Og nu ved jeg godt at man ikke ejer konstant adgang til alle observationer i et rumteleskop, men hvis vi forestiller sig at et rumteleskop observerede den samme stjerne/planet gruppe hver dag i et halvt år, så ville det syntetiske apertur jo have en åbning svarende til bredden af jordens bane om solen. Med så stor en apertur kunne man vel observere meget fine detaljer. Der skal selvfølgelig kompenseres for at banen er krum, og at det observerede mål jo også roterer. Men det burde kunne give nogle enormt nøjagtige observationer. Eller - er der noget jeg overser. ?

Her er et, lidt matematik tunkt, link https://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic-ap...

Og en mere populær beskrivelse, link https://asf.alaska.edu/information/sar-inf...

  • 2
  • 0

Så vidt jeg ved kunne man med de tidligeste teleskoper se 'kanaler' på Mars, som man mente var marsboer-skabte. Det var så i stedet forskellige naturlige forskansninger, bjergkæder og tidligere oceanbassiner.

-Og Mars er jo 'en anden' planet.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten