¿Es plausible usar otras estrellas para la misión FOCAL propuesta en lugar del Sol?

Durante algún tiempo, la idea especulativa y de gran alcance de utilizar el Sol como lente gravitacional ha estado dando vueltas. Ver esto y esto . Esto requeriría enviar una nave espacial a una distancia de ~550 AU de la Tierra, por lo que la idea no es realista actualmente.

Pero me pregunto, ¿hay alguna posibilidad de usar otras estrellas (como las estrellas Alpha Centauri)?

¿Hay suficiente paralaje para que esto sea útil? ¿A qué distancia debe ir un satélite para poder manipular el paralaje a su favor? ¿Hay alguna deficiencia en esta idea que haga que la propuesta FOCAL sea superior? Y, por supuesto, ¿existen deficiencias en ambas proposiciones?

Puedo imaginar que no hay mucha libertad en cuanto a dónde se puede usar la llamada lente, pero tal vez el campo de visión limitado aún pueda ser útil si el satélite pudiera recorrer el sistema solar.

Tengo curiosidad por si alguien puede dar comentarios o cálculos útiles.

Respuestas (4)

La lente gravitatoria funciona desde cualquier lugar más allá del foco, por lo que, en ese sentido, podríamos usar cualquier estrella como lente gravitacional. El problema es que el campo de visión es minúsculo . Solo obtenemos información útil de alfa centauro como lente gravitacional si el objeto objetivo está casi exactamente detrás de alfa centauro desde nuestro punto de vista. Para mirar en una dirección ligeramente diferente, debemos movernos una gran distancia hacia los lados.

De hecho, usamos lentes gravitacionales de otros cuerpos para la astronomía. Usamos cúmulos muy grandes de galaxias para amplificar las imágenes de otras galaxias que se encuentran detrás de ellos, y observamos destellos breves cuando los planetas y las estrellas se alinean por un momento como una forma de detectar planetas (llamado "microlente").

Estar más cerca del punto focal es mejor porque permite más movimiento relativo. No tienes que estar justo encima del punto focal, pero más cerca es mejor. Alpha Centauri está muy lejos.

El punto focal se reduce proporcionalmente a la masa/radio al cuadrado, por lo tanto, el Sol, aproximadamente 1000 veces la masa de Júpiter y aproximadamente 10 veces el radio, su punto focal es 1000/100 o aproximadamente 10 veces más cerca que Júpiter. Para obtener buenas imágenes con cierta capacidad para elegir objetivos y moverse, sería ideal una estrella o quizás un Júpiter pesado, o una enana blanca o una estrella de neutrones o un agujero negro, pero ninguno de ellos está cerca. Hay una enana blanca en el sistema de Sirio, pero eso es el doble de Alpha Centauri.

Aquí hay un diagrama de los puntos focales de los objetos en nuestro sistema solar. La densidad también es importante, pero más masa generalmente proporciona una mayor lente o más luz para recolectar.

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Si hubiera un Júpiter pesado, digamos, 10 veces la masa de Júpiter, a unas 600 AU del sol, tal vez podría usarse, pero es casi seguro que no hay un objeto tan grande tan cerca del Sol porque habría sido detectado, ya sea directamente o por observación de lentes gravitacionales. Un objeto tan lejos en órbita también proporcionaría un rango de visión estrecho, ya que un objeto tan distante se movería lentamente a través del cielo. Es por eso que incluso los objetos del sistema solar más distantes que se conocen no funcionan. Están demasiado cerca. Incluso el planeta 9 está demasiado cerca. Un planeta muy distante o un gran planeta enano en el cinturón de Kuiper podría funcionar un poco, si se encuentra uno, por ejemplo, y un planeta como la Tierra a aproximadamente 1/4 de año luz de distancia podría funcionar un poco, pero proporcionaría un ángulo muy estrecho de el cielo para mirar.

Nuestra mejor apuesta, dada la posibilidad de elegir qué objetivo queremos fotografiar, sería usar el sol, incluso si 550 AU es mucho más lejos de lo que se haya enviado alguna nave, con la posible excepción de la tapa de alcantarilla voladora .

Rob Jeffries tuvo la amabilidad de proporcionar las matemáticas .

El punto focal de la lente gravitatoria de Alpha Centauri está a unos cientos de AU de la estrella.

Pero Alpha Centauri está a 270000 AU del sistema solar. El foco gravitatorio del Sol está mucho más cerca.

Para agregar a la respuesta correcta de Steve Linton, en realidad hay un ejemplo específico de observación de una de las estrellas del sistema Alpha Centauri como una lente gravitatoria. Se predijo que la lente de las estrellas de fondo por Próxima Centauri ocurriría en octubre de 2014 y febrero de 2016 por Sahu et al. (2014) . Zurlo et al. (2018) observaron el cambio astrométrico causado por el evento de 2016 y lo usaron para medir la masa gravitatoria de Próxima Centauri con una precisión de ~40 %.