Más bolygók tömegének megtalálása bonyolult, és általában úgy történik, hogy megmérik holdaik vagy a rajtuk repülõ űrhajók pályáját. "Ez az első alkalom, hogy bárki megsérti a teljes bolygórendszert - bolygók holdjával és gyűrűjével" - mondta Dr. David bajnok a Max-Planck-Institut szuper-radioastronomie-i bajnokból, Németország. "És független ellenőrzést végeztünk a korábbi eredményekről, ami nagyszerű a bolygótudomány számára."
A bajnok szerint a bolygók tömegének ezen az új módon történő mérése felhasználhatja a jövőbeni űri missziókhoz szükséges adatokat. Mivel a tömeg létrehozza a gravitációt, és a bolygó gravitációs vonzása meghatározza bármi körüli pályát, ami körül megy - mind a pálya méretét, mind pedig annak mennyi időt vesz igénybe -, ez segít a pontosabb navigációban a jövőbeli küldetések során.
Az új módszer azon helyesbítéseken alapszik, amelyeket az csillagászok a pulzátorok, kis forgó csillagok által leadott jelek javításán alapulnak, amelyek rádióhullámok rendszeres „elmosódását” sugározzák.
A Föld a Nap körül jár, és ez a mozgás pontosan befolyásolja, amikor a pulsar jelek ide érkeznek. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére a csillagászok kiszámítják, hogy az impulzusok mikor érkeztek volna a Naprendszer tömegközéppontjába, vagy barycenter-be, amely körül az összes bolygó kering. Mivel a bolygók elrendezése a Nap körül folyamatosan változik, a barycenter is mozog. A helyzet meghatározásához a csillagászok egyaránt használnak egy táblát (az úgynevezett effemerisnek), amelyben az összes bolygó egy adott időpontban vannak, és a tömegükre már megmért értékeket. Ha ezek az értékek kissé hibásak, és a terepcentrikus helyzet kissé rossz, akkor a pulsar adatokban egy rendszeres, ismétlődő időzítési hibamintázat jelenik meg.
"Például, ha a Jupiter és holdjai tömege nem megfelelő, akkor láthatjuk az időzítési hibák mintázatát, amely 12 év alatt ismétlődik meg, az idő, amíg a Jupiter kering a Nap körüli pályára" - mondta Dr. Dick Manchester, a CSIRO Csillagászati és Űrtudományi Tanszékének. De ha a Jupiter és holdjainak tömegét kijavítják, akkor az időzítési hibák eltűnnek. Ez a visszacsatolási folyamat, amelyet a csillagászok használtak a bolygók tömegének meghatározására.
Négy pulzátor készletéből származó adatokat felhasználták a Merkúr, a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz holdjaikkal és gyűrűikkel történő mérésére. Ezen adatok nagy részét a CSIRO Parkes rádióteleszkópjával vették fel Ausztrália keleti részén, részben a Puerto Ricóban található Arecibo távcsővel és a németországi Effelsberg távcsővel. A tömegek megegyeztek az űrhajók által mért értékekkel. A Jovian rendszer tömege, a .0009547921 (2) kétszerese a Nap tömegének, lényegesen pontosabb, mint a Pioneer és a Voyager űrhajó által meghatározott tömeg, és összhangban áll, de kevésbé pontos, mint a Galileo űrhajó értéke.
Az új mérési technika érzékeny kétszázezer millió millió tonna tömegkülönbségre - ez a Föld tömegének csupán 0,003% -a, és a Jupiter tömegének tízmilliárd része.
"Rövid távon az űrhajók továbbra is a lehető legpontosabb méréseket hajtják végre az egyes bolygókra, de a pulsar technika a legjobban azoknak a bolygóknak a számára, amelyeket nem az űrhajók látogatnak, valamint a bolygók és holdaik kombinált tömegének mérésére" - mondta a CSIRO. Dr. George Hobbs, a kutatócsoport másik tagja.
A mérések megismétlése még tovább javítja az értékeket. Ha a csillagászok hét év alatt megfigyelték a 20 pulzuskészletet, akkor pontosabban megmérnék a Jupittert, mint az űrhajók rendelkeznek. Ugyanezt csinálja
A Saturnnak 13 évre lenne szüksége.
"A csillagászoknak szükségük van erre a pontos időzítésre, mert pulzárokat használnak az Einstein általános relativitáselméletében előrejelzett gravitációs hullámok vadászatához" - mondta Michael Kramer, a Max-Planck-Intézet „Alapvető fizika a rádió-csillagászatban” kutatócsoportjának vezetője. További radioastronomie. "Ezeknek a hullámoknak a megtalálása az impulzusjelek időzítésében bekövetkező percváltozások észlelésétől függ, ezért minden más időzítési hibaforrást figyelembe kell venni, ideértve a Naprendszer bolygóinak nyomait is."
A projektben Ausztrália, Németország, az Egyesült Királyság, Kanada és az Egyesült Államok csillagászai vesznek részt.
Cikk: A Naprendszer bolygóinak tömegének mérése a Pulsar időzítés segítségével
Forrás: Max Planck
