Wie groß müsste ein Teleskop sein, um den nächsten Neutronenstern gut sehen zu können?

Nach meinem Verständnis der beobachtenden Astronomie begrenzt die Größe eines Teleskops seine effektive Winkelauflösung, weshalb Wissenschaftler Radioteleskope auf der ganzen Welt einsetzen mussten, um das Schwarze Loch M87 und Sagittarius A* zu beobachten.

Lassen Sie uns der Einfachheit halber ein „gutes Bild“ als mindestens 100 x 100 Pixel definieren und annehmen, dass alle Neutronensterne einen Durchmesser von 20 km haben. Mit dieser Annahme ist der nächste bekannte Neutronenstern PSR J0108−1431 in 424 Lichtjahren Entfernung. Das gibt unserem Neutronenstern einen Winkeldurchmesser von 2.9 × 10 − 13 Grad, so dass das Bild eine Auflösung von benötigen würde 2.9 × 10 − 15 Grad pro Pixel. Wie groß müsste ein Teleskop sein, um das genau sehen zu können?

Bei welcher Wellenlänge?
Es wäre ironisch, wenn ein ausreichend großes Teleskop selbst zu einem Neutronenstern werden würde.

Antworten (2)

Die Winkelauflösung ist gerade ∼ λ / D (im Bogenmaß), wo λ ist die Wellenlänge und D ist der Teleskopdurchmesser (oder die Größe eines Interferometers). Setzen Sie also die Zahlen ein, die Ihnen gefallen.

Um die optische Emission aufzulösen (z λ = 500 nm) bei der von Ihnen angegebenen Winkelleistung erforderlich wäre D = 10 10 M.

EDIT: Hier ist meine Arbeit.

Ein Neutronenstern mit 20000 m Durchmesser in 424 Lichtjahren Entfernung (= 4.01 × 10 18 m), unterbietet einen Winkel von 5 × 10 − 15 Radiant.

Um dies in 100 Pixel aufzulösen, ist eine Auflösung von erforderlich 5 × 10 − 17 Radiant.

Dann D = λ / 5 × 10 − 17 = 10 10 M.

Wäre Interferometrie bei einer Wellenlänge von 500 nm mit unserer aktuellen Technologie möglich?
Das ist ein großes Gericht. Vielleicht das Innere eines übergroßen Sterns herausschneiden?
@StianYttervik, es wäre keine Schüssel (für optische Arbeiten), es wären zwei Teleskope mit einer interferometrischen Verbindung.
@ProfRob Das ist immer noch eine äquivalente Schüsselgröße von ~ 67 AU. Neuneinhalb Stunden mit Lichtgeschwindigkeit von Kante zu Kante. Ein so großer Reflektor wäre im Grunde ein Sonnentodesstrahl.
@DavidS du missverstehst. Ein Interferometer kann aus zwei kleinen Teleskopen (allerdings gut groß genug, um den Neutronenstern tatsächlich zu erkennen) hergestellt werden, die durch getrennt sind 10 12 M. Eines Tages wird es solche Dinge geben. Erfordert wahrscheinlich eine Technologie, um Phase und Amplitude des empfangenen Lichts aufzuzeichnen.
@Zucculent-Interferometrie bei 500 nm ist jetzt möglich. Nur nicht mit großen Grundlinien.
@ProfRob Ich verstehe, dass Sie zwei 1-Meter-Teleskope mit einer so langen Grundlinie und Ihr Teleskop haben können. Wenn Sie separat einen so großen Parabolreflektor hätten, würde er wahrscheinlich sehr interessante Effekte an seinem Brennpunkt erzeugen.
@zucculent-Interferometrie ist nur eine betrügerische Art, so zu tun, als hätten Sie eine Scheibe, die so breit ist, wie die beiden Schalen in der Interferometrie voneinander entfernt sind. Es wäre problematisch, 2 Schalen in einem Abstand von 1e12 m aufzustellen. Das sind zwei Schalen, die etwas weiter voneinander entfernt sind als Erde und Jupiter. und Sie müssen ihren Empfang auf einen winzigen Bruchteil einer Wellenlänge Ihrer Beobachtungsfrequenz synchronisieren, so genau in Entfernung und Timing bis auf 500 Nanometer und Mikrosekunden-Synchronisation. Mikrosekundengenau über eine Lichtgeschwindigkeitslücke von etwa einer Stunde. Unmöglich? NEIN. Machbar? wahrscheinlich auch nein. Und das heißt, das ganze Ziel als EIN PIXEL aufzulösen
@PcMan, deshalb habe ich (in einem Kommentar) vorgeschlagen, dass dies möglicherweise nur möglich ist, wenn die Technologie vorhanden ist, um Phase und Amplitude bei optischen Frequenzen aufzuzeichnen. Dann kann eine Offline-Korrelation durchgeführt werden, genau wie es für Funk-VLBI der Fall ist. Wir werden auch sehen müssen, wie sich das von eLISA verwendete Free-Flyer-Interferometer schlägt, was haben wird > 10 9 m Arme.
@ProfRob Hanbury Brown- und Twiss-Effekt kann als Offline-Korrelation durchgeführt werden, die ein Maß für die Winkelgröße des Neutronensterns liefern würde.
Also... ein Gericht auf Pluto, ein anderes hängt an seinem L3...
Ich habe die Mathematik selbst neu gemacht, und es sieht so aus, als hätte ich die falsche Winkelauflösung angegeben, und das sollte es auch sein 10 10   M , nicht 10 12   M . Ich habe es jetzt behoben.

Der nächste Neutronenstern ist RX J1856.5−3754, der etwa 400 Lichtjahre von uns entfernt ist. ABER das Hubble entdeckte sichtbar einen 200 Lichtjahre entfernten, ansonsten bekannten, sich bewegenden nackten Neutronenstern, der den Raum streift. Sie lassen den Himmel aufblitzen und erzeugen das Funkeln, für das Sterne bekannt sind. Hier ist ein von Hubble aufgenommenes Foto eines Neutronensterns. Nichtsdestotrotz wäre jeder Neutronenstern, der nahe genug wäre, um Bilder mit detaillierter Auflösung zu erhalten, tödlich ... Neutronensterne produzieren so viel Strahlung und Magnetfelder, dass sie in Entfernungen von einigen Lichtjahren möglicherweise tödlich sind.

Wie groß müsste ein Teleskop sein, um den nächsten Neutronenstern gut sehen zu können?
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