Астрономы научились по-новому оценивать массу планет

Ученые разработали новый способ определять массу планет вместе с их лунами. Метод основывается на измерении промежутков времени, через которые до наблюдателя доходят сигналы от пульсаров, пишет Space.com. Метод, описанный авторами в статье, которая принята к публикации в журнал Astrophysical Journal, пригоден для определения масс внесолнечных планет.

В настоящее время наиболее точно массу планеты можно определить при помощи обращающихся вокруг нее орбитальных аппаратов. Кроме того, астрономы используют данные, полученные при изучении спутников планет — характеристики их орбитального движения зависят от гравитационного притяжения планеты.

В основе нового метода лежат измерения времени прихода радиосигналов от пульсаров — остатков нейтронных звезд. Из-за вращения Земли вокруг Солнца сигналы от пульсаров доходят до наземных телескопов через неравные промежутки времени, что затрудняет исследования (пульсары испускают радиосигналы строго регулярно), поэтому астрономы предпочитают определять временные интервалы, через которые сигнал доходит до общего центра масс Солнечной системы — того центра, вокруг которого обращаются все находящиеся в ней объекты.

Так как расположение планет относительно Солнца постоянно меняется, положение общего центра масс также непостоянно во времени. Для определения его точного местонахождения ученые используют эфемериды — таблицы, в которых указаны положения объектов на небе, а также имеющиеся данные о массах планет. Если эти данные верны, то измеренное время приходящих от пульсаров радиосигналов не должно содержать серьезных систематических погрешностей.

Однако в случае, если информация о массе какой-либо из планет неверна, исследователи будут наблюдать периодически накапливающиеся ошибки. Так, в случае, если неверны представления о массе Юпитера, то ошибка будет проявляться с периодом в 12 лет — столько времени требуется Юпитеру для совершения одного оборота вокруг Солнца.

Астрономы наблюдали сигналы от четырех пульсаров (время наблюдений колебалось от 5 до 22 лет), а затем при помощи компьютерных моделей на основании собранных данных определяли массы Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Расчеты показали, что метод имеет удовлетворительную точность (хотя современные орбитальные зонды дают более точную оценку), причем чем больше влияние планеты на колебания общего центра масс Солнечной системы (чем тяжелее планета), тем точность измерений выше.

Новый способ, предложенный авторами работы, теоретически позволит определять массу далеких планет, к которым нет возможности отправить исследовательские зонды. Благодаря появлению новых технологий на сегодня ученым известно более четырех сотен новых внесолнечных планет, сообщает Lenta.Ru со ссылкой на информацию Wired.