Ist es plausibel, anstelle der Sonne andere Sterne für die geplante FOCAL-Mission zu verwenden?

Gravitationslinsen funktionieren von überall außerhalb des Fokus, also könnten wir in diesem Sinne jeden Stern als Gravitationslinse verwenden. Das Problem ist, dass das Sichtfeld winzig ist . Von alpha centauri als Gravitationslinse bekommen wir nur dann brauchbare Informationen, wenn sich das Zielobjekt aus unserer Sicht ziemlich genau hinter alpha centauri befindet. Um in eine etwas andere Richtung zu schauen, müssen wir uns eine riesige Distanz seitwärts bewegen.

Tatsächlich verwenden wir Gravitationslinsen von anderen Körpern für die Astronomie. Wir verwenden sehr große Galaxienhaufen, um die Bilder anderer Galaxien zu verstärken, die hinter ihnen liegen, und wir achten auf kurze Blitze, wenn Planeten und Sterne für einen Moment in einer Reihe stehen, um Planeten zu erkennen (als „Mikrolinseneffekt“ bezeichnet).

Näher am Brennpunkt zu sein ist besser, weil es mehr relative Bewegung erlaubt. Sie müssen nicht direkt über dem Brennpunkt sein, aber näher ist besser. Alpha Centauri ist sehr weit weg.

Der Brennpunkt wird proportional zur Masse/Radius zum Quadrat verringert, also ist die Sonne, etwa 1000-mal so groß wie Jupiter und etwa 10-mal so groß wie der Radius, ihr Brennpunkt ist 1000/100 oder etwa 10-mal näher als Jupiter. Für eine gute Bildgebung mit einer gewissen Fähigkeit, Ziele auszuwählen und sich zu bewegen, wäre ein Stern oder vielleicht ein schwerer Jupiter ideal, oder ein Weißer Zwerg, ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch, aber keines davon ist in der Nähe. Es gibt einen Weißen Zwerg im Sirius-System, aber das ist doppelt so weit entfernt wie Alpha Centauri.

Hier ist ein Diagramm der Brennpunkte von Objekten in unserem Sonnensystem. Die Dichte ist ebenfalls wichtig, aber mehr Masse sorgt im Allgemeinen für eine stärkere Linsenwirkung oder mehr zu sammelndes Licht.

Bildquelle

Wenn es einen schweren Jupiter gäbe, sagen wir 10 mal die Masse des Jupiters, etwa 600 AE von der Sonne entfernt, könnte das vielleicht verwendet werden, aber es gibt mit ziemlicher Sicherheit kein so großes Objekt so nahe an der Sonne, weil es entdeckt worden wäre. entweder direkt oder durch Gravitationslinsenbeobachtung. Ein so weit entferntes Objekt im Orbit würde auch einen engen Sichtbereich bieten, da sich ein so weit entferntes Objekt langsam durch den Himmel bewegen würde. Deshalb funktionieren selbst die am weitesten entfernten bekannten Objekte des Sonnensystems nicht. Sie sind zu nah. Sogar Planet 9 ist zu nah. Ein sehr entfernter Planet oder großer Zwergplanet im Kuipergürtel könnte etwas funktionieren, wenn beispielsweise einer gefunden wird, und ein erdähnlicher Planet in etwa 1/4 Lichtjahr Entfernung könnte ein wenig funktionieren, aber es würde einen sehr engen Winkel liefern den Himmel zu betrachten.

Angesichts der Möglichkeit, das Ziel auszuwählen, das wir uns vorstellen wollten, wäre unsere beste Wahl, die Sonne zu verwenden, selbst wenn 550 AU viel weiter sind, als jemals ein Fahrzeug geschickt wurde, mit der möglichen Ausnahme des fliegenden Schachtdeckels .

Rob Jeffries war so freundlich, uns die Berechnungen zur Verfügung zu stellen .

Der Brennpunkt der Gravitationslinse von Alpha Centauri ist einige hundert AE vom Stern entfernt.

Aber Alpha Centauri ist 270000 AE vom Sonnensystem entfernt. Der Gravitationsfokus der Sonne ist viel näher.

Um die richtige Antwort von Steve Linton zu ergänzen, gibt es tatsächlich ein konkretes Beispiel für die Beobachtung eines der Sterne des Alpha Centauri-Systems als Gravitationslinse. Das Lensing von Hintergrundsternen durch Proxima Centauri wurde von Sahu et al. Für Oktober 2014 und Februar 2016 vorhergesagt . (2014) . Zürlo et al. (2018) beobachteten die durch das Ereignis von 2016 verursachte astrometrische Verschiebung und nutzten diese, um die Gravitationsmasse von Proxima Centauri mit einer Genauigkeit von ~40 % zu messen.