Проналажење масе других планета је шкакљиво и обично се врши мерењем орбите њихових луна или свемирским летелицама које лете поред њих. „Ово је први пут да је неко вагао читаве планетарне системе - планете са својим месецима и прстеновима“, рекао је вођа тима др Давид Цхампион из Фуер Радиоастрономије Мак-Планцк-Института из Бонна у Немачкој. „И омогућили смо независну провјеру претходних резултата, што је одлично за планетарну науку.“
Шампион каже да би мерење маса планета на овај нови начин могло да се унесе у податке потребне за будуће свемирске мисије. Будући да маса ствара гравитацију, а гравитационо повлачење планете одређује орбиту свега што се врти око ње - и величине орбите и времена колико је потребно да се заврши - помоћи ће тачнијој навигацији за будуће мисије.
Нова метода заснива се на корекцијама које астрономи праве на сигнале из пулсара, малих звезда које се врте и које испоручују редовне „ударе“ радио таласа.
Земља путује око Сунца, а тај покрет утиче тачно када пулсар сигнали стигну овде. Да би уклонили овај ефекат, астрономи израчунавају када би импулси стигли у центар масе или барцентер Сунчевог система, око којег орбитирају све планете. Пошто се распоред планета око Сунца непрестано мења, барцентер се такође креће около. Да би утврдили свој положај, астрономи користе и табелу (која се назива ефемерис) где су све планете у датом тренутку, као и вредности за њихове масе које су већ измерене. Ако су ове бројке мало погрешне, а положај барицентра мало погрешан, тада се у пулсним подацима појављује редован, понављајући образац грешака у времену.
"На пример, ако маса Јупитера и његових месеци није у реду, видимо образац грешака у времену који се понавља током 12 година, време које Јупитер треба да орбитира око Сунца," рекао је др Дицк Манцхестер из ЦСИРО Астрономи анд Спаце Сциенце. Али ако се маса Јупитера и његових месеци исправи, грешке у времену нестају. Ово је повратни поступак који су астрономи користили за одређивање масе планета.
Подаци из скупа од четири пулсара коришћени су за мерење Меркура, Венере, Марса, Јупитера и Сатурна са њиховим месецима и прстеновима. Већина тих података снимљена је ЦСИРО-овим радио телескопом Паркес на истоку Аустралије, а неке су допринели телескоп Арецибо у Порторику и телескоп Еффелсберг у Немачкој. Маса је била у складу с онима мереним свемирским летелицама. Маса система Јовиан, .0009547921 (2) већа од масе Сунца, значајно је тачнија од масе одређене свемирским бродом Пионеер и Воиагер и у складу је, али мање тачна од, вредности са свемирског брода Галилео.
Нова техника мерења осетљива је на масну разлику од две стотине хиљада милиона тона - само 0,003% масе Земље и десет милиона милиона Јупитерове масе.
„У кратком року свемирске летелице ће наставити да врше најтачнија мерења за поједине планете, али пулсар техника ће бити најбоља за планете које свемирске летелице не посећују, као и за мерење комбинованих маса планета и њихових месеци“, рекли су из ЦСИРО-а Др Георге Хоббс, још један члан истраживачког тима.
Понављање мерења побољшало би вредности још више. Ако би астрономи приметили скуп од 20 пулсара током седам година, они би Јупитер одмерили тачније него што имају свемирске летелице. Учинити исто за
Сатурну би било потребно 13 година.
"Астрономима је потребан тачан тајминг, јер користе пулсаре за лов на гравитационе таласе које предвиђа Еинстеинова општа теорија релативности", рекао је професор Мајкл Крамер, шеф истраживачке групе "Фундаментална физика у радио астрономији" при Институту Мак-Планцк фуер Радиоастрономие. „Проналажење ових таласа зависи од примећења минутних промена времена пулсар сигнала, па се морају узети у обзир и сви други извори грешке у времену, укључујући трагове планета Сунчевог система.“
У овај пројекат су укључени астрономи из Аустралије, Немачке, Велике Британије, Канаде и САД-а.
Папир: Мерење масе планета Сунчевог система помоћу пулсарног времена
Извор: Мак Планцк
