Grafico che mostra come Sole, Terra e Giove, per esempio, orbitino tutti un baricentro comune.Credit: D. Champion, MPIfR

Scoprire la massa di altri pianeti è difficile, e normalmente viene fatto misurando le orbite delle loro lune, o delle sonde che volano vicino a loro. Ma un gruppo internazionale di astronomi ha scoperto un nuovo modo per ricavare la massa dei pianeti, e sono inoltre riusciti a pesare interi sistemi planetari, usando segnali radio provenienti dalle pulsar. “Questa è la prima volta che qualcuno è riuscito a trovare massa di interi sistemi planetari(pianeti + lune + anelli), ha spiegato il leader del team, Dr. David Champion del Max Planck Institute fuer Radioastronomie in Bonn, Germania. “Abbiamo inoltre fornito una nuova verifica indipendente delle precedenti misurazioni e risultati, il che è sempre molto utile per la scienza planetaria”.

Champion dichiara che misurare la massa dei pianeti in questo modo nuovo potrebbe essere di vitale importanza per le future missioni spaziali. Perché la massa crea gravità, e l’attrazione gravitazionale determina l’orbita di qualsiasi cosa gli passa vicino, sia la dimensione dell’orbita sia la durata di rivoluzione, questo nuovo sistema per calcolare le masse dei pianeti insomma, renderà i sistemi di navigazione delle future sonde molto più precisi.

Il nuovo metodo si basa su alcune correzioni che gli astronomi hanno apportato ai segnali di pulsar, che sono delle piccole stelle che ruotano velocissimamente, e che “lampeggiano” con una frequenza precisissima, in onde radio.

La Terra orbita intorno al Sole, ed il suo movimento influisce sul esatto momento in cui il segnale proveniente dalla pulsar arriva qui. Per rimuovere questo effetto, gli astronomi hanno calcolato quando i segnali sarebbero arrivati al centro di massa del Sistema Solare, o il suo baricentro, intorno al quale tutti i pianeti orbitano. Dato che l’arrangiamento dei pianeti intorno al Sole cambia nel tempo, il baricentro stesso cambia. Per stabilire la sua posizione, gli astronomi usano sia delle tavole(chiamate Le effemeridi (dalla parola greca ephemeros = giornaliero) sono tabelle che contengono valori calcolati, nel corso di un particolare intervallo di tempo, di diverse grandezze astronomiche variabili ) che rivela dove sono tutti i pianeti in un dato momento, sia i valori per le loro masse che sono già state misurate. Se questi dati sono leggermente sbagliati, e la posizione del baricentro non è esatta, allora nei pattern dei segnali provenienti dalla pulsare si vedranno gli errori.

“Per esempio, se la massa di Giove e le sue lune, fosse falsa, allora dovremmo vedere un pattern di errori riguardo al tempo di arrivo dei segnali radio dalla pulsar, che si ripete lungo 12 anni, cioè il tempo dell’orbita di Giove intorno al Sole. ” ha spiegato il Dr. Dick Manchester, del CSIRO Astronomy and Space Science. Ma se la massa di Giove e le sue lune è giusta, allora gli errori spariranno. Questo è il processo di feedback che gli astronomi hanno usato per calcolare le masse dei pianeti.


Immagine della Pulsar della Vela, ottenuta dal telescopio a raggi X, Chandra. Credit: NASA/Chandra

I dati da un set di 4 pulsar sono stati usati per pesare Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno, con le loro lune ed anelli. La maggior parte di questi dati sono stati registrati con il Parkes radio telescope, nel est Australia, con un contributo da parte del Telescopio Arecibo in Puerto Rico, come anche del Effelsberg Telescope in Germania. Le masse sono consistenti con quelle misurate dalle sonde. La massa del sistema gioviano, 0.0009547921(2) la massa del Sole, è significativamente più precisa della massa determinata dalle sonde Pioneer e Voyager. E come misurazione è consistente ma meno precisa dei dati ottenuti grazie alla sonda Galileo.

La nuova tecnica per le misurazioni è sensibile ad una differenza tra masse di 200 000 milioni di milioni di tonnellate(0.003% della massa della Terra, o 1/10.000.000 della massa di Giove).

“A breve termine, le sonde spaziali continueranno a ottenere le misurazioni più precise per i pianeti individuali, ma la tecnica delle pulsar sarà la migliore per i pianeti che non sono visitati da sonde, e per misurare la massa combinata di pianeti e lune”, ha spiegato Dr. George Hobbs, altro membro del team di ricerca.

Ripetere gli esperimenti migliorerà questi dati ancor di più. Se gli astronomi usassero un set di 20 pulsar per 7 anni, potrebbero pesare Giove molto più precisamente di quanto siamo riusciti a fare con una sonda. La stessa cosa si può fare per Saturno, se le osservazioni continuano per 13 anni.

“Gli astronomi hanno bisogno di questi dati molto precisi perché stanno usando le pulsare per dare la caccia alle onde gravitazionali predette dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein.” ha spiegato Michael Kramer, a capire del gruppo di ricerca “Fundamental Physics in Radio Astronomy” del Istituto Max Planck per la Radioastronomia.
“La scoperta di queste onde dipende dalla possibilità di rilevare minuscoli cambi nei segnali delle pulsar, quindi tutte le fonti su cui basiamo la misurazione devono essere quanto più precisi possibile, incluse le tracce dei pianeti del Sistema Solare.”
Nel progetto sono coinvolti astronomi dall’Australia, Germania, UK,Canada e Stati Uniti.

ftp://ftp.csiro.au/planets/champion_etal.pdf

http://www.universetoday.com/71883/astr ... h-planets/

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... ali-radio/