Una delle previsioni centrali della relatività generale è che un oggetto massiccio come una stella, una galassia o un buco nero può deviare la luce che passa nelle vicinanze. Ciò significa che la luce proveniente da oggetti distanti può essere riflessa gravitazionalmente da oggetti più vicini a noi. Nelle giuste condizioni, la lente gravitazionale può agire come una specie di telescopio naturale, illuminando e ingrandendo la luce di oggetti distanti. Gli astronomi hanno usato questo trucco per osservare alcune delle galassie più lontane dell'universo. Ma gli astronomi hanno anche pensato di utilizzare questo effetto un po' più vicino a casa.

Un'idea è quella di utilizzare la gravità del sole come lente per studiare gli esopianeti vicini. La luce proveniente da un esopianeta sarebbe focalizzata gravitazionalmente dal sole con un punto focale nella regione da circa 550 AU a 850 AU, a seconda di quanto la luce dell'esopianeta passa vicino al sole. In linea di principio, potremmo posizionare uno o più telescopi a quella distanza, creando così un telescopio delle dimensioni di un sole. Ciò darebbe una risoluzione di circa 10 chilometri quadrati per oggetti a 100 anni luce di distanza.

Attualmente, la navicella spaziale più vasta che abbiamo costruito è la Voyager I, che dista solo circa 160 UA dal Sole, quindi è abbastanza chiaro che abbiamo ancora molta strada da fare prima che questo tipo di telescopio solare diventi realtà. Ma è un progetto che potremmo intraprendere in futuro. Non ci vorrebbe la tecnologia magica o la nuova fisica per farcela. Ci vorrà solo una grande quantità di ingegneria. E anche allora, un'altra sfida sarà quella di utilizzare tutti i dati raccolti per assemblare un'immagine accurata. Come accade con i radiotelescopi, questo telescopio con lente solare non catturerebbe una singola immagine tutta in una volta. Ci vorrà una comprensione dettagliata di come il sole concentra la luce per visualizzare gli esopianeti, ed è qui che entra in gioco un recente studio.

Nessun telescopio è perfetto. Uno dei limiti dei telescopi ottici ha a che fare con la diffrazione. Quando le onde luminose passano attraverso una lente telescopica, l'effetto di messa a fuoco può causare una leggera interferenza delle onde tra loro. È un effetto noto come diffrazione e può sfocare e distorcere l'immagine. Il risultato è che per qualsiasi telescopio c'è un limite alla nitidezza dell'immagine, noto come limite di diffrazione. Sebbene un telescopio con lente gravitazionale sia leggermente diverso, ha anche un effetto di diffrazione e un limite di diffrazione.

In uno studio pubblicato di recente negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , il team ha modellato la lente gravitazionale del sole per osservare gli effetti di diffrazione che avrebbe su un'immagine da oggetti estesi come un esopianeta. Hanno scoperto che un telescopio con lente solare sarebbe in grado di rilevare un laser da 1 Watt proveniente da Proxima Centauri b, a circa 4 anni luce di distanza. Hanno scoperto che in generale il limite di diffrazione è molto più piccolo della risoluzione complessiva del telescopio. Dovremmo essere in grado di risolvere i dettagli nell'ordine da 10 km a 100 km a seconda della lunghezza d'onda osservata. Il team ha anche scoperto che anche a scale al di sotto del limite di diffrazione ci sarebbero comunque oggetti che vale la pena studiare. Ad esempio, le stelle di neutroni sarebbero generalmente troppo piccole per poterne vedere le caratteristiche, ma potremmo studiare cose come la variazione della temperatura superficiale.

Per lo più ciò che questo studio conferma è che oggetti come esopianeti e stelle di neutroni sarebbero forti candidati per un telescopio con lente solare. Sarebbe uno strumento rivoluzionario per gli astronomi del futuro.