Auguszta
2 °C
8 °C

Új módszert dolgoztak ki bolygók tömegének mérésére

2010.10.29. 16:29
Egy rádiócsillagászokból álló nemzetközi csoport olyan új módszert dolgozott ki, mellyel pulzárok rádiójelei alapján független módon ellenőrizhetők a bolygók és holdjaik tömegértékei.

Klasszikus módon a bolygók tömegét a körülöttük keringő természetes és mesterséges égitestek (holdak és űrszondák) pályaadatai alapján lehet meghatározni. A Max-Planck-Institut für Radioastronomie munkatársa, David Champion által vezetett kutatócsoport pulzárok rádiójeleit használta erre a célra.

A nagyon pontosan ismétlődő rádiójelek beérkezési idejét befolyásolja a Föld Nap körüli mozgása, pontosabban az egész Naprendszer tömegközéppontjának (baricentrum, ami körül minden bolygó és a Nap is mozog) az égitestek pillanatról pillanatra változó relatív pozíciói miatti elmozdulása. A munkához a kutatók a baricentrum helyzetét a bolygók előrejelzett pozícióiból, és korábban meghatározott tömegértékeikből vezették le.

Dick Manchester (CASS, CSIRO Astronomy and Space Science) szerint ha a baricentrum így származtatott helyzete pontatlan, az a pulzárok rádiójeleinek késleltetésében egy reguláris mintázatot eredményez. Például ha a baricentrum pozíciójának bizonytalanságát a Jupiter és holdjai tömegének pontatlansága okozza, akkor a mintázat a Jupiter Nap körüli keringési idejével megegyező, 12 éves skálán ismétlődne. Az új eljárás elve az, hogy a kérdéses bolygótömeget úgy kell módosítani, hogy ez a mintázat eltűnjön.

20101026 pulzarok radiojelei alapjan ellenoriztek a bolygotomege
pulzárok rádiójeleinek elemzésén alapuló új módszer segítségével nagy pontossággal sikerült reprodukálni a Naprendszer nagybolygóinak tömegét. Az így kapott értékek kitűnő egyezésben állnak az űrszondák pályaadatain alapuló tömegekkel, és sok esetben azoknál pontosabbak is. [D. Champion, Max-Planck-Institut für Radioastronomie]

Az új módszer segítségével Champion és kollégái négy pulzár jeleinek adatait felhasználva a Merkúr, a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz, illetve holdjaik és gyűrűrendszereik tömegét határozták meg. Az észlelések nagy részét a kelet-ausztráliai Parkes rádióteleszkóppal végezték, de gyűjtöttek adatokat az arecibói (Puerto Rico) és az effelsbergi (Németország) antennákkal is.

A mért értékek konzisztensek az űrszondák pályaadatai alapján kapott eredményekkel. Például a Jupiter rendszerének tömegére a Napénak 0,0009547921-szeresét kapták, ami jóval pontosabb, mint a Pioneer és a Voyager szondák mozgásából származtatott érték, és konzisztens a Galileo-szonda pályaadataiból levezetett értékkel, bár annál pontatlanabb. Az új eljárás a Föld tömegének 0,003 százalékával - ami a Jupiter tömegének 10 milliomod része - megegyező tömegkülönbség kimutatására is alkalmas.

A legpontosabb tömegértékek továbbra is az űrszondák mozgásának elemzéséből vezethetők majd le, az új módszer azonban jól használható az olyan égitestek esetében, melyek mellett nem repülnek el űreszközök, illetve bolygó-hold rendszerek együttes tömegének meghatározására. Az eljárás pontossága a mérések ismétlésével növelhető. Ha például 20 pulzárt észlelnének 7 éven keresztül, akkor a Jupiter mért tömege már pontossabb lenne, mint az űrszondák pályadatai alapján. A Szaturnusz esetében ehhez 13 éves megfigyelési periódus kellene.

Az új módon származtatott tömegértékek felhasználhatóak lesznek majd a jövő űrmisszióinak tervezésében, de Michael Kramer (Max-Planck-Institut für Radioastronomie) szerint az új eljárás a gravitációs hullámok kutatása szempontjából is nagyon fontos. Azok sikeres detektálása a pulzárjelek késleltetésében fellépő változásokon is alapulhat, így elsőrendű fontosságú az ezzel kapcsolatos minden lehetséges - például a Naprendszer bolygóinak mozgásából származó - hibaforrás lehető legpontosabb ismerete.

Ajándékozzon utazást karácsonyra!

Nem tudja mivel lepje meg kedvesét? Válasszon szállásutalványaink közül egyet!

Értékeljen és nyerjen!

Van kedvenc légitársasága? Mondja el melyik, és nyerjen értékes ajándékaink közül!