Varför är det så att våra teleskop kan inte hitta den "nionde planeten"?

En astronomins Historia har varit en historia av vikande horisonter. Uppfinningen av teleskopet förde oss bortom förmågan blotta ögat att de miljoner (miljarder) av stjärnorna i vår galax vintergatan. Använda bilder och multi-våglängd astronomi för teleskop har fört oss bortom vår egen galax i en avlägsen "island-Universum" finns allt utrymme som vi kan få tillgång till. Men trots allt som vi vet om det avlägsna Universum, i vårt solsystem kan vara oupptäckta världar. Hur så?

Varför kan vi inte hitta en ny planet i solsystemet

Om en forskare kan använda kikare för att leta efter planeter, galaxer, planeter, exoplaneter och andra varför kan de inte bara ta och scanna vårt solsystem på sök för att glida från centrum för "planet X" och andra himlakroppar?

Är ett nyckelord som du måste förstå innan vi tar upp den frågan och värde. Ur astronomisk synvinkel, var inneboende i objektet ljusstyrkan bestäms av den mängd ljus som alstras. I händelse av att ett objekt som vår Sol, och det hänvisar till sin egen lyster, eftersom Solen ger energi och släpper ut den i alla riktningar. I fråga om objekt som vår måne, detta är i termer av reflekterat ljus, eftersom hon har ingen egen lyster.

Om du tittar på månen i Crescent fas, kommer du att kunna se den yta som inte är upplyst av Solen. Det är egentligen inte ett trick av atmosfären på månen (eftersom hon är praktiskt taget obefintlig), och den så kallade ashen ljuset av månen: solljus som reflekteras från Jorden faller på månen.

Skillnaden i ljusstyrka mellan dessa två exempel visar hur stor skillnaden mellan reflekterat ljus och sitt eget ljus.

Men det finns en annan detalj som understryks av de skillnader i ljusstyrka mellan solen och Månen och Månen och allt annat i natthimlen. Månen har ingen rätt att vara ljusare än en stjärna, planet eller galaxy i himlen, baserat på deras patetiska värden. Faktum är att Månen är svagast objekt är synliga för blotta ögat från varje punkt på Jorden. Och ändå, det ser ljusare ut allt utom Solen.

Anledningen till detta är att Månen är mycket nära, och ljusstyrkan är inte samma sak som att se eller synas ljusstyrka.

Den längre objektet, är det mindre ljust det verkar. Detta är dock inte så mycket en Allmän regel som gäller, det är en kvantitativ relation som tillåter oss att bestämma hur starkt eller svagt det verkar objekt beroende på avstånd till det. Enkelt uttryckt, den ljusstyrka (b) faller som det reciproka värdet av kvadraten på avståndet eller b ~ 1/r2.

Placera objekt dubbelt så långt och dess ljusstyrka kommer att falla fyra gånger. Plats tio gånger längre och du kommer att dö hundra gånger. Placera en tusen gånger om, ljusstyrkan kommer att falla en miljon gånger.

För alla objekt som avger sitt eget ljus, dessa två faktorer är avgörande för den skenbara ljusstyrka: den inre ljusstyrka och avstånd till observatören.

Dessa två faktorer är utan tvekan den mest viktiga att beakta vid fastställandet av vilken typ av teleskop som kommer att byggas. Vill se något mer tråkigt? Du kommer att behöva samla in mer ljus och därför behöver en större teleskop, eller du kommer att ha att iaktta samma punkt på himlen längre.

Om pengar och teknik spelade ingen roll, du skulle ha att välja ett bra teleskop. Montera teleskopet två gånger, och du kommer inte bara att samla in fyra gånger mer ljus, men dubbla upplösningen. För att samla in fyra gånger mer ljus, titta längre, du behöver för att spendera fyra gånger mer tid och det är nästan ingen ökning i upplösning.

Den största teleskop som vi har möjlighet att visa objekt med högsta möjliga upplösning för att fastställa deras objekt på kortast möjliga tid.

Det är också den övervägande synfält. Vad är ditt mål? För att se objekt dim möjligt? Eller se maximal område av Universum?

Det kommer att behöva kompromissa. Teleskopet kan samla en viss mängd ljus, du visar ett litet område med hög noggrannhet eller ett större område med viss precision. Precis som mikroskop kan dubbel förstoring, halvera diameter av synfältet, teleskopet kan titta djupare i Universum, minskade hans synfält.

Olika teleskop som är optimerade för olika ändamål. Men kompromissen är mycket allvarligt. Om vi vill titta så djupt som möjligt, har vi att välja en mycket liten del av himlen.

Detta är kablovske extremt deep field. En liten region i rymden synlig på olika våglängder, totalt 23 dagar. Mängden information som vi fiskade, bara slående: vi hittade 5,500 galaxer i denna lilla del av himlen. Dim objekt i denna pjäs bokstavligen 10 000 000 000 gånger svagare än vad du kan se med blotta ögat.

Genom spegeln med stor diameter, de iakttagelser som gjorts vid olika våglängder, läge i rummet, en stor förstoring och ett litet synfält, Hubble kunde upptäcka ljusstarka galaxer, som bara du kan se. Men detta är priset: den här bilden, som tog 23 dagar, omfattar endast 1/32 000 000 del av himlen.

På den andra sidan, kan du se. Denna bild togs med ett teleskop, Pan-STARRS, som är varje kväll loopar igenom alla synliga himlen från sin plats på Marken. Det är jämförbar i storlek till rymdteleskopet Hubble, men optimeradför fotografering i ett brett fält, välja en större täckning av himlen i stället för att öka.

Som ett resultat av det kan detektera objekt som ligger i nästan alla delar av himlen; det är bara extrema sydpolen avskurna på grund av placeringen av teleskop på Norra halvklotet. Pan-STARRS fångar 75% av himmel och perfekt fångar förändringar mellan punkter av ljus. Han kan hitta kometer, asteroider, Kuiper objekt, och mycket mer. Men dessa föremål måste vara tusentals gånger starkare än dim en av dem som finner den "Hubble".

Så mycket som vi vill, vi kan inte bara utforska solsystemet med nödvändigt tillvägagångssätt för att hitta allt som finns i den. Djupt, smartply översikt över hela himlen det kommer sannolikt aldrig att vara möjligt på grund av tekniska begränsningar kan vi se en svag i de smala utbud i ljusa eller bred, men inte båda samtidigt.

Det finns också en annan begränsande faktor, som går tillbaka till början: dessa objekt bara reflekterar solens ljus. Om man ser till det yttre solsystemet i två identiska objekt, men ett är två gånger längre än den andra, kommer det att vara sexton gånger dimmer. Detta är på grund av det faktum att så småningom solen kommer att Skina på ett avlägset objekt och att det blir ljusare i kvartalet, men då det reflekterade ljuset måste passera två mer distans till våra ögon, vilket resulterar i den totala skenbara ljusstyrka som b ~ 1 / r⁴. Även om Oorts moln var världens storlek , skulle vi inte ha funnit det.

Vi Har många teleskop som kan se otroligt dim objekt, men vi behöver veta vart du ska skicka dem. Vi har en mängd olika teleskop, kan kartlägga stora områden på himlen, men de kan bara se ljusa objekt, och inte svag. För objekt som finns i vårt egna solsystem eftersom de reflekterar ljuset, inte släpper ut sina egna som inte ses i alla moderna teleskop, om de är längre än det avstånd som anges.

Det Visar sig att trots all vår kunskap om Universum och vår egen planet, i utkanten av vårt solsystem kan alltid vara för oss en källa till överraskningar.

Vad är teleskopet kommer att bygga? Berätta för oss i vår