Чтобы точнее узнать массу соседних планет Солнечной системы и их спутников, можно взглянуть на… далекие пульсары.
Взвесить по излучению

Обычно сегодня, чтобы установить массу планеты, проводят максимально точные измерения параметров орбиты ее спутников — или искусственных аппаратов, проходящих поблизости. Влияние гравитации планеты на их траектории и позволяет оценить ее массу.

Новый же метод отличается радикально иным подходом и требует наблюдения за пульсарами — далекими вращающимися нейтронными звездами, которые испускают в космос периодические узконаправленные потоки излучения. В данном случае нас интересуют радиопульсары, т. е. те, которые излучают на радиоволнах.

Дело в том, что по мере того, как Земля совершает оборот вокруг Солнца, ее движение слегка изменяет момент, в который радиосигнал от пульсара добирается до нас. Чтобы учитывать эти искажения при обработке результатов наблюдений условно данные пересчитывают таким образом, чтобы оперировать сигналом, приходящим в условный центр масс Солнечной системы, ее барицентр. Но по мере изменения положения планет друг относительно друга барицентр также смещается в пространстве. Чтобы его локализовать, необходимо знать точные положения планет в этот момент — и, конечно, их массы.

Так вот, австралийские ученые решили проверить, насколько подобный подход точен — ведь если, скажем, касательно масс планет имеется ошибка, то и вычисленное положение барицентра будет некорректно. А это, в свою очередь, создаст выявляемую систематическую ошибку в обработанных данных по излучению пульсаров. К примеру, если мы неверно представляем себе массу Юпитера с его многочисленными спутниками, ошибка будет проявляться с периодичностью 12 лет — время, за которое система этой планеты-великана совершает полный оборот вокруг Солнца.

Вооружившись этой идеей, ученые проверили массы Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна со всеми их лунами и кольцами, используя данные о радиоизлучении 4 пульсаров. Им удалось с высокой аккуратностью подтвердить массы, которые были получены ранее другими методами — и немного уточнить их. К примеру, масса системы того же Юпитера оценена в 9,547912*10−4 массы Солнца. Намного точнее, чем цифра, вычисленная исходя из оценки траекторий полета зондов Pioneer и Voyager (хотя и не так точно, как данные, полученные благодаря зонду Galileo).

Вообще, по оценке авторов, их метод позволяет обнаруживать различия в массе до 2*1017 т — что много лишь для нас, на деле же составляет порядка тысячных процента массы Земли и десятимиллионных — Юпитера.

Словом, если традиционный подход к «взвешиванию» соседних планет по‑прежнему остается фаворитом, новый метод дает независимую — и оттого очень полезную — оценку. А его совершенствование обещает и более точные данные. Например, если включить в анализ данные не по 4-м, а по 20-ти пульсарам, этот подход будет уже намного точнее.

По пресс-релизу CSIRO Australia