Netradiční způsob, jak zvážit planety v naší sluneční soustavě, vyvinul mezinárodní tým astronomů pod záštitou organizace CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation).
K zjištění hmotnosti poslouží signály vysílané malými, rotujícími hvězdami, zvanými pulsary.
„Toto je poprvé, kdy někdo zvážil celý planetární systém – planety s jejich měsíci i prstenci.
Podařilo se nám provést i nezávislé ověření, což je dobrá zpráva pro planetární vědy,“ ocenil výsledek svého týmu Dr. David Champion z Institutu Maxe Plancka v Německu.
Měření hmotnosti planet tímto novým způsobem by mohlo být zařazeno do programů pro budoucí kosmické mise.
Až doposud astronomové „vážili“ planety pomocí měření dráhy jejich oběžnic nebo kosmické lodi plující kolem nich. Jak? Při průletu nebo oběhu méně hmotného tělesa okolo většího a těžšího se tvaruje podle obou gravitačních polí jeho dráha.
A to, jakým způsobem, v jaké vzdálenosti a jak rychle se pohybuje, pak sloužilo k výpočtům. Nová metoda dovoluje astronomům výpočty upřesnit. Je založená na „tikání“ pulsarů.
Pulsary jsou relativně malé, velmi husté neutronové hvězdy, které vydávají při své rotaci dobře zaznamenatelné elektromagnetické záření. Jeho intenzita kolísá v pravidelných krátkých intervalech, zřejmě díky rotaci (viz rámeček).
Pulsar „vysílá“ svůj pravidelný signál. To, kdy ho přesně na Zemi zaznamenáme, ovlivňuje i rotace Země a její obíhání okolo Slunce.
Aby bylo možné vyvážit tento vliv, je možné počítat okamžik, kdy signál z pulsaru dorazí do těžiště Sluneční soustavy (barycentra).
Díky rotaci všech planet okolo Slunce se však navíc pohybuje neustále i toto místo, kde se pomyslné těžiště Sluneční soustavy právě nachází. Astronomové si vzali k ruce tzv.
efemeridy, astronomické tabulky, které obsahují pro každý den údaj o místě, jímž procházejí všechna tělesa Sluneční soustavy den po dni, a tabulky hodnot jejich hmotností, které kdy byly měřeny a spočítány. Dr. Dick Manchester, výzkumník z CSIRO vysvětluje:
„ Pokud tyto údaje nejsou úplně přesné a poloha těžiště je pak spočítaná s mírnou odchylkou, pak se ve vzorci signálu z pulsaru objevuje opakující se pravidelná časová chyba.“
Například, je-li hmotnost Jupiteru a jeho měsíců spočítaná s určitou nepřesností, vidíme vzorec časové chyby, který se opakuje v průběhu 12 let, tedy v době jednoho oběhu Jupitera po oběžné dráze okolo Slunce.
„V případě, že hodnota hmotnosti Jupiteru a jeho měsíců je opravena, časová chyba zmizí. Jedná se o zpětnou vazbu, kterou astronomové používají k určení nebo zpřesnění hmotnosti planety,“dodává Dick Manchester.
Data získaná sledováním signálů čtyř pulsarů byla použita pro přesné „převážení“ Merkuru, Venuše, Marsu, Jupiteru a Saturnu i s jejich měsíci a prstenci. Hodnoty hmotnosti byly v relativní shodě s těmi, které naměřily už dříve kosmické lodi.
Hmotnost systému Jupiteru (9,547921(2) x 10-4 hmoty Slunce), je mnohem přesnější, než hmotnost stanovená sondami Pioneer a Voyager, startujícími v roce 1973, respektive 1977, a téměř tak přesná jako hodnoty z kosmické lodi Galileo obíhající Jupiter v letech 1995 – 2003.
