Астрономы использовали радио-сигналы от отдаленных объектов, названных пульсарами для вычисления масс пяти из планет в нашей собственной солнечной системе. Ученые думают, что метод мог бы когда-нибудь показать пути ранее невидимых астероидов и комет — таких как та, поразившая Юпитер всего несколько дней назад. И сигналы пульсара могли помочь астрономам обнаружить одно из большинства популярных явлений в науке: гравитационные волны — принятие они существуют.Пульсары, крошечные но суперплотные остатки гигантских звезд, взорвавшихся в суперновинках, генерируют чрезвычайно регулярные радио-вспышки.
Они походят «очень, очень крупные маховые колеса, прядущие действительно, действительно гладко», объясняет теоретический астрофизик Чарльз Хоровиц из Университета Индианы, Блумингтон, кто не был вовлечен в исследование. Ученые хотят использовать регулярность сигналов пульсара помочь исследовать тайны вселенной.Одна из тех тайн является гравитационными волнами, рябью в ткани пространства-времени. Эйнштейн предсказал, что они вызываются каждый раз, когда что-то огромное происходит, такие как две суперкрупных черных дыры, разбивающиеся вместе.
До сих пор никто не обнаружил гравитационные волны, но несколько стран, включая США, построил огромные инструменты, чтобы попытаться поймать тот, когда это проходит Землей. Одна проблема состоит в том, что результаты гравитационной волны являются чрезвычайно тонкими — измеренный как крошечная часть ширины атомного ядра — настолько находящий зависит от ультраточных данных.Это – то, где выбор времени пульсара входит. Каждая радио-вспышка от пульсара достигает Земли в точно том же временном интервале, обычно небольшая часть секунды.
Но большие радио-блюда на земле, получающей сигналы, не всегда читают их тот путь. Поэтому движение Земли в его орбите, или к или далеко от пульсара, растягивается или связки длина волны радио-сигнала в результате во многом как изменение Doppler.Ученые могут исправить для этих сигнальных искажений, но существует дополнительная сложность: Другие близлежащие планетарные органы также влияют на сигналы пульсара, потому что их тяготение тащит в движении Земли. Исследователи должны выявить все эти факторы, таким образом, они могут исправить для них.
Затем если движение Земли нарушено очень немного гравитационной волной, сигналы пульсара могли бы показать его.Дэвид Чемпион из Макс. Планка Института Радио-Астрономии в Бонне, Германия, объясняет, что для идентификации всех искажений сигнала пульсара, вызванных органами солнечной системы, ученые должны будут собрать и скоординировать данные от 20 пульсаров в течение по крайней мере 10 лет. Столько данных должны уменьшить все искажения до 100 наносекунд (миллиардные части секунды) по тому всему периоду времени. «Это – высокий заказ», говорит Чемпион, ведущий автор газеты в прессе в Астрофизическом Журнале.
Часть проблемы – то, что ученые должны знать, что точные массы всех других планет в состоянии вычислить, насколько они искажают сигналы пульсара. Таким образом, бригада Чемпиона посмотрела на сигнальные истории четырех пульсаров, собранных более чем 22, 13, 10, и 5 лет, соответственно.
В тех историях они сначала вычли результат движения Земли и движения луны. Тогда они изолировали сигнальные искажения, вызванные пятью самыми близкими планетарными соседями Земли и, на основе того, как часто искажения казались, точно определенными, который планета вызывала который искажение.Наконец, исследователи использовали размер каждого искажения для выведения массы планеты, вызывающей его, и они сравнили свои вычисления с лучшими доступными числами: от инструментов на борту космических кораблей, качавшихся теми планетами.
К их удивлению они нашли что эти два набора данных подобранный почти отлично. Масса Меркурия, полученная из выбора времени пульсара, была выключена только на 0,1%. Для Венеры эти два измерения были точно тем же. Для Марса разновидность составляла 0,03%.
Для Юпитера различием составляли всего лишь 0,00002%, и для Сатурна, только 0,0005%.На основе тех результатов говорит Чемпион, ученые в конечном счете могли использовать выбор времени пульсара для определения масс массы органов солнечной системы, даже астероиды и кометы. Чем дольше период времени, покрытый сигнальной базой данных, он объясняет, тем более точно это может показать искажения, вызванные всеми видами жителей солнечной системы.Дональд Еомэнс, старший научный сотрудник из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, предвидит другое новое и потенциально полезное заявление на данные.
Космические миссии поставляют точные массовые измерения для отдельных планет, он говорит, но «у нас нет масс для всех планетарных систем», включая планеты и их спутники. Учитывая достаточное количество лет, он говорит, время пульсара могло обеспечить их.
Не только, что, говорит, что Хоровиц, но и «Вы можете использовать данные, чтобы искать неизвестный [органы] в солнечной системе и установить пределы для того, что может быть обнаружено в будущем». Используя рассчитывающие пульсар данные, он говорит, «Вы не должны даже видеть объект, или даже знать, что это там, для чувства его гравитационных результатов».