Солнце — не только источник тепла, но и самая большая линза в Солнечной системе. Его гравитация искривляет лучи света, словно стекло, собирая их в яркое кольцо далеко за орбитой Плутона. Если в это кольцо попадёт свет от далёкой планеты, астрономы смогут восстановить её портрет — не точку, а карту с деталями поверхности. Именно такой подход просчитали авторы новой работы, моделируя наблюдение землеподобной планеты у звезды в 30 парсеках (около 98 световых лет) от нас.
Телескоп должен уйти на 650 астрономических единиц от Солнца — в 16 раз дальше Плутона. Там он увидит, как свет планеты растягивается в кольцо Эйнштейна — радужную окружность, в которой смешаны все цвета от ультрафиолета до инфракрасного диапазона. Сканируя это кольцо шаг за шагом (128 на 128 точек) и раскладывая свет в 128 оттенков, можно собрать трёхмерный куб данных: яркость, цвет и время. Из него потом восстанавливают, где на планете океан, где суша, а где облака.
Главный враг такой съёмки — не расстояние, а корона самого Солнца. Она светит в миллионы раз ярче, чем искомая планета. Пришлось бы копить сигнал в семь раз дольше, если не знать точную форму искажений от линзы. Авторы показали: если заранее измерить, как гравитация Солнца меняет картинку, можно сократить время наблюдений почти втрое. Тогда вместо десятилетий хватит нескольких лет работы одного автоматического телескопа.
Это не приговор миссии, а скорее инженерный эскиз. Сначала нужно научиться просто получать изображения и грубые карты. Полноценная спектроскопия каждого региона потребует одновременной записи всех цветов, ювелирной калибровки и проверки каждого этапа обработки. Но если справиться с этими задачами, гравитационная линза Солнца откроет путь к чтению климатических карт и поиску биосигнатур на планетах, которые сегодня видны лишь как бледные точки.
Чтобы добраться до фокуса солнечной гравитационной линзы на расстоянии 650 а.е., самому быстрому зонду «Вояджер-1» потребовалось бы почти 300 лет — он пролетает всего около 3,6 а.е. в год.
Идея использовать Солнце как линзу для наблюдения экзопланет напоминает сюжет романа «Солярис» Станислава Лема, где океан планеты сам становился гигантским оптическим инструментом.