Găsirea masei altor planete este dificilă și de obicei se face prin măsurarea orbitelor lunilor lor sau a navei spațiale care zboară pe lângă ele. "Este pentru prima dată când cineva cântărește sisteme planetare întregi - planete cu lunile și inelele", a declarat șeful echipei, Dr. David Campion al radiastronomiei Max-Planck-Institut fuer din Bonn, Germania. „Și am oferit o verificare independentă a rezultatelor anterioare, care este excelent pentru știința planetară.”
Campionul spune că măsurarea maselor planetelor în acest mod nou ar putea alimenta datele necesare pentru viitoarele misiuni spațiale. Deoarece masa creează gravitație, iar atracția gravitațională a unei planete determină orbita a oricărui lucru care o înconjoară - atât dimensiunea orbitei cât și cât durează până la final - va ajuta la o navigare mai precisă pentru viitoarele misiuni.
Noua metodă se bazează pe corecții pe care astronomii le fac la semnalele de la pulsars, stele mici care se învârtesc, care furnizează „blipe” regulate ale undelor radio.
Pământul călătorește în jurul Soarelui, iar această mișcare afectează exact atunci când semnalele pulsare ajung aici. Pentru a înlătura acest efect, astronomii calculează când impulsurile ar fi ajuns în centrul de masă al sistemului solar sau al baricentrului, în jurul căruia orbitează toate planetele. Deoarece aranjarea planetelor în jurul Soarelui se schimbă tot timpul, baricentrul se mișcă și el. Pentru a-și identifica poziția, astronomii folosesc atât un tabel (numit efemerid) în care se află toate planetele la un moment dat, cât și valorile pentru masele lor care au fost deja măsurate. Dacă aceste cifre sunt ușor greșite și poziția baricentrului este ușor greșită, atunci în datele pulsar apare un model regulat, repetat de erori de sincronizare.
„De exemplu, dacă masa lui Jupiter și a lunilor sale este greșită, vedem un tipar de erori de cronometrare care se repetă peste 12 ani, timpul în care Jupiter trece pentru a orbita Soarele”, a spus dr. Dick Manchester, de la CSIRO Astronomie și Știința Spațială. Dar dacă masa lui Jupiter și a lunilor sale este corectată, erorile de sincronizare dispar. Acesta este procesul de feedback pe care astronomii l-au folosit pentru a determina masele planetelor.
Datele dintr-un set de patru pulsars au fost folosite pentru a cântări Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn cu lunile și inelele lor. Majoritatea acestor date au fost înregistrate cu telescopul Parkes al CSIRO din estul Australiei, unele contribuind de telescopul Arecibo din Puerto Rico și de telescopul Effelsberg din Germania. Masele erau în concordanță cu cele măsurate cu nave spațiale. Masa sistemului Jovian, .0009547921 (2) ori de masa Soarelui, este semnificativ mai exactă decât masa determinată din nava spațială Pioneer și Voyager și este în concordanță cu, dar mai puțin exactă decât valoarea din nava spațială Galileo.
Noua tehnică de măsurare este sensibilă la o diferență de masă de două sute de mii de milioane de tone - doar 0,003% din masa Pământului și o zece milioane din masa lui Jupiter.
„Pe termen scurt, nava spațială va continua să facă cele mai precise măsurători pentru planete individuale, dar tehnica pulsar va fi cea mai bună pentru planetele care nu sunt vizitate de nave spațiale și pentru măsurarea maselor combinate de planete și lunile lor”, a spus CSIRO Dr. George Hobbs, un alt membru al echipei de cercetare.
Repetarea măsurătorilor ar îmbunătăți valorile și mai mult. Dacă astronomii au observat un set de 20 de pulsars pe parcursul a șapte ani, ei vor cântări Jupiter mai exact decât au avut navele spațiale. Procedând la fel pentru
Saturn ar dura 13 ani.
„Astronomii au nevoie de această sincronizare precisă, deoarece folosesc pulsars pentru a vâna valuri gravitaționale prezise de teoria generală a relativității lui Einstein”, a spus profesorul Michael Kramer, șeful grupului de cercetare „Fizica fundamentală în radio-astronomie” la Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie. „Găsirea acestor unde depinde de modificarea minutelor de detectare a sincronizării pulsarilor, astfel încât toate celelalte surse de eroare de cronometrare trebuie să fie luate în considerare, inclusiv urmele planetelor sistemului solar.”
Astronomii din Australia, Germania, Marea Britanie, Canada și SUA sunt implicați în acest proiect.
Hârtie: Măsurarea masei planetelor sistemului solar folosind sincronizarea impulsurilor
Sursa: Max Planck
