天文学家开发出新技术给太阳系行星称重

太阳、地球和木星绕同一质心转动

据《每日科学》网10月25日报道，最近，澳大利亚联邦科学与工业研究院(CSIRO)的一个天文学家团队开发出一种新技术给我们太阳系中的行星称重，即利用来自脉冲星的无线电信号来确定行星质量。新技术可以获得比飞船得到的更加精确的行星质量，而且所测得的数据对未来的太空飞行任务有着重要价值。

在这之前，天文学家们通过测量卫星或者飞船的轨道来确定行星质量，这一方法的原理是：因为行星的质量产生引力，行星的引力确定绕其转动的物体的轨道的大小和长度。

然而，新技术转向脉冲星发出的无线电信号－-死亡恒星的高速自转的核。当地球绕太阳转动时，脉冲星信号到达的时间在变化，因此天文学家转而计算信号到达太阳系质心的时间。因为所有行星绕太阳运动，这个质心也随着时间改变，天文学家比较行星在天空中的位置和已经获得的质量值。如果值不同，并且这个质心的位置略错一点，那么规则的重复的时间误差模式就出现在脉冲星的数据中。CSIRO的“天文学和空间科学”研究员迪克•曼彻斯特（Dick Manchester）解释道：“例如，如果木星和其卫星的质量是错的，我们看到时间误差的模式在12年里重复，12年是木星绕太阳转动的时间，如果木星和其卫星的质量被改正，时间误差消失了。”

迄今，该团队利用东澳大利亚的CSIROParkes射电望远镜、德国的Effelsberg望远镜和阿雷西博（Arecibo）望远镜收集来自四颗脉冲星的数据，称重水星、金星、火星、木星和土星，包括各自的卫星和光环在内的总质量。木星系统的质量被确定为太阳质量的0.0009547921倍，比先锋（ Pioneer ）和旅行者（Voyager ）飞船确定的质量更加精确，和伽利略飞船得到的值一致，但是精确度略逊一筹。该团队负责人、德国马克斯•普朗克射电天文学研究所的大卫博士（Dr David Champion）对这一成果颇感兴奋，赞叹道：“这是人类首次如此精确高效地称重整个行星系统，包括行星以及卫星和光环。我们还能够提供对以前结论的独立检验，这对行星科学很重要！”

该团队的基础物理学首席科学家麦克尔•克雷默（Michael Kramer）说：“天文学家需要这么精确的时间，因为他们利用脉冲星寻找爱因斯坦的广义相对论预言的引力波。发现这些引力波取决于定位脉冲星信号的节律的分钟级的变化，所有其它时间误差源必须被计入，包括太阳系行星的轨迹。”

此外，脉冲星技术还可以对没有飞船访问过的行星进行测量，以及对包括卫星和光环在内的整个行星系统的测量。该团队推测道，如果天文学家观测20颗脉冲星长达7年，他们可以获得比飞船得到的更加精确的木星质量。对土星的测量，这个过程需要13年。

搜狐科学（尚力）