Tìm khối lượng của các hành tinh khác rất khó, và thường được thực hiện bằng cách đo quỹ đạo của mặt trăng hoặc tàu vũ trụ bay qua chúng. Đây là lần đầu tiên bất cứ ai cũng cân nhắc toàn bộ hệ thống hành tinh - các hành tinh với mặt trăng và nhẫn của họ, Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ David Champion của nhà vô địch thợ mỏ Max-Planck-Acadut Radioastronomie ở Bon, Đức. Cấm và chúng tôi cung cấp một kiểm tra độc lập về kết quả trước đó, rất tốt cho khoa học hành tinh.
Champion cho biết việc đo khối lượng các hành tinh theo cách mới này có thể cung cấp dữ liệu cần thiết cho các sứ mệnh không gian trong tương lai. Bởi vì khối lượng tạo ra lực hấp dẫn và lực hút hấp dẫn của hành tinh quyết định quỹ đạo của bất cứ thứ gì xung quanh nó - cả kích thước của quỹ đạo và thời gian hoàn thành - nó sẽ giúp điều hướng chính xác hơn cho các nhiệm vụ trong tương lai.
Phương pháp mới này dựa trên các hiệu chỉnh mà các nhà thiên văn học thực hiện đối với các tín hiệu từ các pulsar, các ngôi sao quay nhỏ cung cấp blips thông thường của sóng vô tuyến.
Trái đất đang di chuyển quanh Mặt trời và chuyển động này ảnh hưởng chính xác khi tín hiệu xung đến đây. Để loại bỏ hiệu ứng này, các nhà thiên văn tính toán khi nào các xung sẽ đến trung tâm khối lượng Mặt trời, hay barycenter, xung quanh đó là tất cả các hành tinh quay quanh. Bởi vì sự sắp xếp của các hành tinh xung quanh Mặt trời luôn thay đổi, nên barycenter cũng di chuyển xung quanh. Để tìm ra vị trí của nó, các nhà thiên văn học sử dụng cả một bảng (được gọi là phù du) trong đó tất cả các hành tinh đang ở một thời điểm nhất định và các giá trị cho khối lượng của chúng đã được đo. Nếu những số liệu này hơi sai và vị trí của barycenter hơi sai, thì một mẫu lỗi thời gian lặp lại thường xuyên xuất hiện trong dữ liệu xung.
Ví dụ, nếu khối lượng của Sao Mộc và các mặt trăng của nó sai, chúng ta sẽ thấy một mô hình lỗi thời gian lặp đi lặp lại trong 12 năm, thời gian Sao Mộc đi vào quỹ đạo Mặt trời, Tiến sĩ Dick Manchester thuộc Khoa học Thiên văn và Vũ trụ của CSIRO cho biết. Nhưng nếu khối lượng của Sao Mộc và các mặt trăng của nó được sửa chữa, các lỗi thời gian sẽ biến mất. Đây là quá trình phản hồi mà các nhà thiên văn học đã sử dụng để xác định khối lượng hành tinh.
Dữ liệu từ một bộ gồm bốn pulsar đã được sử dụng để cân Sao Thủy, Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Mộc và Sao Thổ với mặt trăng và vành đai của chúng. Hầu hết các dữ liệu này được ghi lại bằng kính viễn vọng vô tuyến CSIRO xông Parkes ở miền đông Australia, với một số đóng góp của kính viễn vọng Arecibo ở Puerto Rico và kính viễn vọng Effelsberg ở Đức. Quần chúng phù hợp với những người được đo bằng tàu vũ trụ. Khối lượng của hệ thống Jovian, .0009547921 (2) lần khối lượng Mặt trời, chính xác hơn đáng kể so với khối lượng được xác định từ tàu vũ trụ Tiên phong và Voyager, và phù hợp với, nhưng kém chính xác hơn so với giá trị từ tàu vũ trụ Galileo.
Kỹ thuật đo lường mới nhạy cảm với chênh lệch khối lượng hai trăm nghìn triệu triệu tấn - chỉ bằng 0,003% khối lượng Trái đất và một phần mười triệu khối lượng Sao Mộc.
Trong thời gian ngắn, tàu vũ trụ sẽ tiếp tục thực hiện các phép đo chính xác nhất cho từng hành tinh, nhưng kỹ thuật xung sẽ là tốt nhất cho các hành tinh không được tàu vũ trụ ghé thăm và để đo khối lượng kết hợp của các hành tinh và mặt trăng của chúng, CSIRO nói. Tiến sĩ George Hobbs, một thành viên khác của nhóm nghiên cứu.
Lặp lại các phép đo sẽ cải thiện các giá trị hơn nữa. Nếu các nhà thiên văn học quan sát thấy một bộ gồm 20 pulsar trong bảy năm, thì họ sẽ cân Jupiter chính xác hơn so với tàu vũ trụ. Làm tương tự cho
Sao Thổ sẽ mất 13 năm.
Giáo sư Michael Kramer, người đứng đầu nhóm nghiên cứu 'Vật lý cơ bản trong nghiên cứu thiên văn vô tuyến' tại Viện nghiên cứu thiên văn vô tuyến tại Viện Max-Planck cho biết Radioastronomie. Việc tìm kiếm các sóng này phụ thuộc vào các thay đổi phút phát hiện trong thời gian của tín hiệu xung và do đó, tất cả các nguồn lỗi thời gian khác phải được tính đến, bao gồm cả dấu vết của các hành tinh trong Hệ Mặt trời.
Các nhà thiên văn học từ Úc, Đức, Anh, Canada và Hoa Kỳ có liên quan đến dự án này.
Bài viết: Đo khối lượng các hành tinh trong hệ mặt trời bằng cách sử dụng thời gian Pulsar
Nguồn: Max Planck
