Muiden planeettojen massan löytäminen on hankalaa, ja yleensä se tehdään mittaamalla heidän kuidensa tai niiden ohitse olevien avaruusalusten kiertoradat. "Tämä on ensimmäinen kerta, kun joku on punninnut kokonaisia planeettajärjestelmiä - planeettoja kuunsa ja renkaansa kanssa", sanoi ryhmänjohtaja Dr. David -mestari Max-Planck-Institut -yrityksen radioastronomialle Bonnissa, Saksa. "Ja olemme suorittaneet riippumattoman tarkistuksen aikaisemmista tuloksista, mikä on hieno planeettatieteelle."
Champion sanoo, että planeettojen massojen mittaaminen tällä uudella tavalla voisi hyödyntää tietoja, joita tarvitaan tuleviin avaruusoperaatioihin. Koska massa luo painovoimaa ja planeetan painovoima määrittää sen ympärillä olevan kiertoradan - sekä kiertoradan koon että sen keston, - se auttaa tarkempaa navigointia tulevissa tehtävissä.
Uusi menetelmä perustuu korjauksiin, joita tähtitieteilijät tekevät pulsareista tuleviin signaaleihin, pieniin pyöriviin tähtiin, jotka toimittavat säännöllisiä radioaaltojen "pilkkuja".
Maa liikkuu Auringon ympäri ja tämä liike vaikuttaa tarkalleen pulssisignaalien saapuessa tänne. Tämän vaikutuksen poistamiseksi tähtitieteilijät laskevat milloin pulssit olisivat saapuneet aurinkokunnan massakeskipisteeseen tai barycenteriin, jonka ympärillä kaikki planeetat kiertävät. Koska planeettojen sijoittelu Auringon ympärille muuttuu koko ajan, myös haarukkakeskus liikkuu ympäri. Aseman selvittämiseksi tähtitieteilijät käyttävät sekä taulukkoa (nimeltään efemeriksi) siitä, missä kaikki planeetat ovat tiettynä ajankohtana, että niiden massojen arvoja, jotka on jo mitattu. Jos nämä luvut ovat hiukan vääriä ja haaroituskeskuksen sijainti on hieman väärä, silloin pulsardataan ilmestyy säännöllinen, toistuva ajoitusvirhekuvio.
"Jos esimerkiksi Jupiterin ja sen kuiden massa on väärin, näemme ajoitusvirhekuvion, joka toistuu yli 12 vuoden ajan, jonka Jupiterilla kuluu Auringon kiertämiseen", kertoi tohtori Dick Manchester CSIRO: n tähtitiedestä ja avaruustieteestä. Mutta jos Jupiterin ja sen kuiden massa korjataan, ajoitusvirheet katoavat. Tämä on palauteprosessi, jota tähtitieteilijät ovat käyttäneet planeettojen massojen määrittämiseen.
Neljän pulsaattorin tietoja on käytetty punnitsemaan elohopeaa, Venusta, Marsia, Jupiteria ja Saturnia kuunsa ja renkaansa kanssa. Suurin osa näistä tiedoista tallennettiin CSIRO: n Parkes-radioteleskoopilla Itä-Australiassa, joista osa oli Puerto Ricossa sijaitsevan Arecibo-teleskoopin ja Saksan Effelsbergin kaukoputken avulla. Massat olivat yhdenmukaisia avaruusalusten mittaamien kanssa. Jovian-järjestelmän massa, .0009547921 (2) kertaa Auringon massa, on huomattavasti tarkempi kuin Pioneerin ja Voyager-avaruusaluksen määrittämä massa ja yhdenmukainen, mutta vähemmän tarkka kuin Galileo-avaruusaluksen arvo.
Uusi mittaustekniikka on herkkä kahden sadan tuhannen miljoonan tonnin massaerolle - vain 0,003% maan massasta ja yksi kymmenes miljoonaosa Jupiterin massasta.
"Lyhyellä aikavälillä avaruusalukset jatkavat tarkimpien mittausten tekemistä yksittäisille planeetoille, mutta pulsar-tekniikka on paras niille planeetoille, joita avaruusalukset eivät käy, ja planeettojen ja niiden kuiden yhdistetyn massan mittaamiseen", CSIRO: n mukaan Tohtori George Hobbs, toinen tutkimusryhmän jäsen.
Mittausten toistaminen parantaisi arvoja entisestään. Jos tähtitieteilijät havaitsivat 20 pulssarin seitsemän vuoden aikana, he punnitsisivat Jupiteria tarkemmin kuin avaruusalukset. Tehdään sama
Saturnus kesti 13 vuotta.
"Tähtitieteilijät tarvitsevat tämän tarkan ajoituksen, koska he käyttävät pulsseja metsästääkseen gravitaatioaaltoja, jotka Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ennustaa", sanoi Max-Planck -instituutin tutkimusryhmän 'Perusfysiikan radioastronomian tutkimusjohtaja' professori Michael Kramer. fuer Radioastronomie. "Näiden aaltojen löytäminen riippuu hetkellisistä muutoksista pulsarsignaalien ajoituksessa, ja siksi kaikki muut ajoitusvirheen lähteet on otettava huomioon, mukaan lukien aurinkokunnan planeettojen jäljet."
Tähän projektiin osallistuvat tähtitieteilijät Australiasta, Saksasta, Isosta-Britanniasta, Kanadasta ja Yhdysvalloista.
Paperi: Aurinkopaneelien massan mittaaminen Pulsar-ajoituksella
Lähde: Max Planck
