¿Es posible tomar una foto de una estrella?

En la mayoría de los casos tienes razón, las estrellas son puntiagudas. Se distribuyen en varios píxeles no por el desbordamiento de carga (esto se puede superar con exposiciones más cortas y/o un mejor equipo; nunca debería haber desbordamiento en la imagen), sino porque la función de dispersión de puntos (PSF) del telescopio es mayor que un solo píxel (lo cual es bueno; desea sobremuestrear la imagen).

Una configuración óptica ideal tomará una fuente puntual infinitesimal y producirá una imagen que no es un punto sino un patrón de Airy , suponiendo que la apertura sea circular, ya que esta es la transformada de Fourier de un disco. Con base en el tamaño del pico central en el patrón, a menudo decimos que el límite de difracción para un telescopio es

Para la luz visible,$\lambda$rangos desde$4\times10^{-7}$a$7\times10^{-7}$metros Si una estrella como el Sol (diámetro$1.4\times10^{9}\ \mathrm{m}$) se colocaron en algún lugar entre$4$y$1000$años luz ($3.8\times10^{16}$a$9.5\times10^{18}$metros) de distancia, su tamaño angular oscilaría entre$1.5\times10^{-10}$a$3.7\times10^{-8}$radianes El diámetro de un telescopio necesario para ver resolver esto oscilaría entre$13\ \mathrm{m}$(justo al límite de lo que hemos construido hasta ahora, por ver una estrella violeta muy cercana) a$5.8\ \mathrm{km}$(para resolver una estrella típica en luz roja a una distancia de aproximadamente$1\%$el diámetro de la galaxia).

Dicho todo esto, puedes hacerlo mejor. La interferometría es la técnica de usar telescopios separados para superar el límite de difracción en cierto sentido (solo se preocupa por los puntos más alejados en el área de recolección, no por la cantidad de esa área que realmente se llena). Además, podría ser útil considerar otras longitudes de onda.

Además, las estrellas pueden ser muy, muy grandes, del tamaño del Sistema Solar interior en algunos casos extremos. Como resultado de todas estas consideraciones, en realidad hemos resuelto un pequeño puñado de estrellas. De hecho, Wikipedia tiene una lista de dichos objetos (aunque sospecho que actualmente no está completa).

Sí, aunque la única estrella que aparece como un disco en lugar de un punto es Betelgeuse . A pesar de que está a 520 años luz de distancia, unas 100 veces más lejos que la estrella más cercana, ¡se puede resolver simplemente porque es una supergigante roja y absolutamente enorme!

Creo que no.

El diámetro de Riegel Kentaurus A tiene un diámetro promedio de$1.4 \cdot 10^6\,\mathrm{km}$. Digamos que está a sólo cuatro años luz de distancia. Que el ángulo de visión sería$3.6995 \cdot 10^{-8}\,\mathrm{rad}$. Si quieres una foto con unos 100 píxeles de esa estrella, necesitarás una resolución de$10^{-11}\,\mathrm{rad}$. Creo$\mathrm{\mu rad}$es factible, pero no ese tipo de resolución angular.