إن العثور على كتلة الكواكب الأخرى أمر صعب ، وعادة ما يتم عن طريق قياس مدارات أقمارها أو المركبات الفضائية التي تحلق فوقها. قال رئيس الفريق الدكتور ديفيد تشامبيون من معهد ماكس بلانك معهد راديو راديو في بون بألمانيا: "هذه هي المرة الأولى التي يزن فيها أي شخص أنظمة كوكبية كاملة - كواكب بأقماره وحلقاته". "وقد قدمنا فحصًا مستقلًا للنتائج السابقة ، وهو أمر رائع لعلوم الكواكب".
يقول البطل أن قياس كتل الكواكب بهذه الطريقة الجديدة يمكن أن يغذي البيانات المطلوبة للبعثات الفضائية المستقبلية. لأن الكتلة تولد الجاذبية ، ويحدد سحب الجاذبية للكوكب مدار أي شيء يدور حوله - حجم المدار والوقت الذي يستغرقه اكتماله - سيساعد على الملاحة الأكثر دقة للمهام المستقبلية.
تعتمد الطريقة الجديدة على التصحيحات التي يقوم بها الفلكيون للإشارات من النجوم النابضة والنجوم الدوارة الصغيرة التي توفر "موجات" منتظمة من الموجات الراديوية.
تدور الأرض حول الشمس ، وتؤثر هذه الحركة تمامًا عند وصول إشارات النجم النابض إلى هنا. لإزالة هذا التأثير ، يحسب الفلكيون وقت وصول النبضات إلى مركز كتلة النظام الشمسي ، أو مركز الباريسك ، الذي تدور حوله جميع الكواكب. لأن ترتيب الكواكب حول الشمس يتغير طوال الوقت ، يتحرك مركز barycenter أيضًا. لتحديد موقعه ، يستخدم الفلكيون كلاً من الجدول (يسمى التقويم الفلكي) حيث توجد جميع الكواكب في وقت معين ، وقيم كتلها التي تم قياسها بالفعل. إذا كانت هذه الأرقام خاطئة إلى حد ما ، وكان موقف barycenter خاطئًا قليلاً ، فسيظهر نمط منتظم ومتكرر لأخطاء التوقيت في البيانات النابضة.
"على سبيل المثال ، إذا كانت كتلة المشتري وأقماره خاطئة ، فإننا نرى نمطًا من أخطاء التوقيت يتكرر على مدار 12 عامًا ، وهو الوقت الذي يستغرقه المشتري في مدار حول الشمس" ، قال الدكتور ديك مانشستر من CSIRO علم الفلك وعلوم الفضاء. ولكن إذا تم تصحيح كتلة المشتري وأقماره ، فستختفي أخطاء التوقيت. هذه هي عملية التغذية الراجعة التي استخدمها علماء الفلك لتحديد كتل الكواكب.
تم استخدام البيانات من مجموعة من أربعة النجوم النابضة لوزن عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل مع أقماره وحلقاته. تم تسجيل معظم هذه البيانات باستخدام التلسكوب اللاسلكي باركس التابع لشركة CSIRO في شرق أستراليا ، وساهم بعضها بواسطة تلسكوب Arecibo في بورتوريكو وتلسكوب Effelsberg في ألمانيا. كانت الكتل متسقة مع تلك المقاسة بواسطة المركبات الفضائية. كتلة النظام Jovian ، .0009547921 (2) ضعف كتلة الشمس ، هي أكثر دقة بكثير من الكتلة المحددة من المركبة الفضائية Pioneer و Voyager ، وتتوافق مع القيمة من مركبة غاليليو الفضائية ولكنها أقل دقة منها.
تقنية القياس الجديدة حساسة لفرق كتلة مائتي ألف مليون مليون طن - 0.003٪ فقط من كتلة الأرض ، وعشرة مليون جزء من كتلة المشتري.
"على المدى القصير ، ستستمر المركبة الفضائية في إجراء القياسات الأكثر دقة للكواكب الفردية ، ولكن تقنية النجم النابض ستكون الأفضل للكواكب التي لا تزورها المركبات الفضائية ، ولقياس الكتل المشتركة للكواكب وأقمارها" ، قال CSIRO. د. جورج هوبس ، عضو آخر في فريق البحث.
تكرار القياسات سيحسن القيم أكثر. إذا لاحظ علماء الفلك مجموعة من 20 نجمًا نابضًا على مدى سبع سنوات ، فسوف يزنون المشتري بدقة أكبر من المركبات الفضائية. تفعل نفس الشيء ل
سيستغرق زحل 13 عامًا.
قال البروفيسور مايكل كرامر ، رئيس مجموعة أبحاث "الفيزياء الأساسية في علم الفلك الراديوي" في معهد ماكس بلانك - معهد الفلكيين: "يحتاج علماء الفلك إلى هذا التوقيت الدقيق لأنهم يستخدمون النجوم النابضة للبحث عن موجات الجاذبية التي تنبأت بها نظرية النسبية العامة لأينشتاين". fuerastronomie. "يعتمد العثور على هذه الموجات على اكتشاف تغييرات دقيقة في توقيت إشارات النجم النابض ، وبالتالي يجب مراعاة جميع مصادر أخطاء التوقيت الأخرى ، بما في ذلك آثار كواكب النظام الشمسي."
ويشارك في هذا المشروع علماء فلك من أستراليا وألمانيا والمملكة المتحدة وكندا والولايات المتحدة الأمريكية.
الورق: قياس كتلة كواكب النظام الشمسي باستخدام توقيت النجم النابض
المصدر: Max Planck
