Pronalaženje mase drugih planeta je škakljivo i obično se vrši mjerenjem orbite njihovih luna ili svemirskim letjelicama koje lete pokraj njih. "Ovo je prvi put da je netko vagao čitave planetarne sustave - planete sa svojim mjesečevima i prstenovima", rekao je vođa tima dr. David Champion iz Fuer Radioastronomije Max-Planck-Instituta iz Bonna u Njemačkoj. "I osigurali smo neovisnu provjeru prethodnih rezultata, što je sjajno za planetarnu znanost."
Champion kaže kako bi se mjerenjem planeta na ovaj novi način moglo ugraditi u podatke potrebne za buduće svemirske misije. Budući da masa stvara gravitaciju, a gravitacijsko povlačenje planeta određuje orbitu svega što se vrti oko njega - i veličine orbite i vremena koliko je potrebno za dovršavanje - to će vam pomoći točnije navigaciji za buduće misije.
Nova metoda temelji se na korekcijama koje astronomi unose u signale iz pulsara, malih zvijeri koje se okreću, a koje isporučuju redovite „udare“ radio valova.
Zemlja putuje oko Sunca, a taj pokret utječe točno kad pulsar signali stignu ovdje. Da bi uklonili ovaj efekt, astronomi izračunaju kada bi impulsi stigli u centar mase Sunčevog sustava ili barcenter, oko kojeg orbitiraju sve planete. Budući da se raspored planeta oko Sunca neprekidno mijenja, baricentar se također kreće okolo. Da bi utvrdili svoj položaj, astronomi koriste i tablicu (koja se naziva efemeris) gdje se nalaze sve planete u određenom trenutku, te vrijednosti za njihove mase koje su već izmjerene. Ako su ove brojke malo pogrešne, a položaj baricentra malo pogrešan, u pulsnim se podacima pojavljuje pravilan, ponavljajući uzorak vremenskih pogrešaka.
"Na primjer, ako masa Jupitera i njegovih mjeseci nije u redu, vidimo obrazac grešaka u vremenu koji se ponavlja više od 12 godina, vrijeme koje Jupiter izlazi iz orbite Sunca", rekao je dr. Dick Manchester iz CSIRO-ove astronomije i svemirske znanosti. Ali ako se masa Jupitera i njegovih mjeseci ispravi, pogreške u vremenu nestaju. To je povratni postupak koji su astronomi koristili za određivanje mase planeta.
Podaci iz skupa od četiri pulsara korišteni su za mjerenje Merkura, Venere, Marsa, Jupitera i Saturna s njihovim mjesecima i prstenovima. Većina tih podataka zabilježena je CSIRO-ovim radijskim teleskopom Parkes na istoku Australije, a neke su doprinijeli teleskop Arecibo u Portoriku i teleskop Effelsberg u Njemačkoj. Masa je bila u skladu s onima izmjerenim svemirskim brodovima. Masa Jovjevog sustava, .0009547921 (2) veća od Sunčeve mase, značajno je tačnija od mase određene svemirskim brodom Pioneer i Voyager i u skladu je s, ali manje preciznom, od vrijednosti sa svemirske letjelice Galileo.
Nova tehnika mjerenja osjetljiva je na masnu razliku od dvjesto tisuća milijuna tona - samo 0,003% mase Zemlje i deset deset milijuna Jupiterove mase.
"U kratkom roku, svemirske letjelice će nastaviti vršiti najtačnija mjerenja za pojedine planete, ali pulsar tehnika će biti najbolja za planete koje ne posjećuju svemirske letjelice i za mjerenje kombinirane mase planeta i njihovih mjeseci", rekao je CSIRO Dr. George Hobbs, još jedan član istraživačkog tima.
Ponavljanje mjerenja poboljšalo bi vrijednosti još više. Ako bi astronomi promatrali skup od 20 pulsara tijekom sedam godina, vagali bi Jupiter preciznije nego svemirski brodovi. Učinite isto za
Saturn bi trebao 13 godina.
"Astronomima treba ovo precizno određivanje vremena jer koriste pulsare za lov na gravitacijske valove predviđene Einsteinovom općom teorijom relativnosti", rekao je profesor Michael Kramer, voditelj istraživačke grupe "Fundamentalna fizika u radio astronomiji" pri Institutu Max-Planck fuer Radioastronomie. "Pronalaženje tih valova ovisi o uočavanju minutnih promjena vremena pulsar signala, pa se moraju uzeti u obzir svi drugi izvori pogrešaka vremena, uključujući i tragove planeta Sunčevog sustava."
Astronomi iz Australije, Njemačke, Velike Britanije, Kanade i SAD-a uključeni su u ovaj projekt.
Papir: Mjerenje mase planeta Sunčevog sustava pomoću pulsarnog vremena
Izvor: Max Planck
