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科学家第一次把太阳系重心位置精确到100米内

2020年7月9日7:32 环球解密

    科学家第一次把太阳系重心的位置精确到100米的范围之内,相比太阳系广阔的范围,这个准确度听上去相当惊人。

    说起太阳系,人们都认为太阳就是正中心,所有的行星以太阳为中心旋转。其实,太阳受到各个行星、小行星、行星的卫星等各种天体引力的牵制,找到太阳系精确的引力中心,也叫重心,并不容易。

    这份新研究认为这个重心点是在太阳表面之外、接近太阳表面的某个位置,并且精确到100米之内的范围。

    了解太阳系的重心有什么作用?研究者称,这将显着提升探测引力波的敏感度。太阳系的重心和引力波探测有什么联系?这又得从脉冲星说起。

    脉冲星是死亡恒星的残骸,快速自转,从两极放射电磁射线。对于特定朝向的脉冲星,这些电磁波正好将扫过地球。从地球上看起来,这些电磁脉冲像灯塔发出的信号一样稳定。科学家发现,这些信号可用于探测星际间介质,甚至用于未来太空旅行的导航。

    近些年,研究者意识到即使是低频率的引力波也会对脉冲星的电磁波造成影响,因此一些观测台开始从脉冲星的信号探测引力波,比如北美纳赫引力波天文台(NANOGrav)就是其中一个。

    纳赫引力波天文台的天文学家泰勒(Stephen Taylor)说:“通过观测来自银河系各处的脉冲星,我们就像一只坐在一张平静的网中央的蜘蛛,对太阳系重心位置点的了解,是我们感受蜘蛛网上任何一点动静的关键所在。”

    研究人员解释说,因为地球相对太阳系重心位置的计算偏差,对脉冲星的频率产生影响,继而影响低频引力波的侦测。

    部分原因是木星造成的。木星很大,对太阳的产生的引力最大,相比之下,其它行星的作用都很小。以前,科学家根据多普勒效应估计太阳系的重心位置,再计算各个行星的轨道周期和质量。但是轨道和质量的任何误差,都会影响引力波的探测。

    因此当研究人员以前用这些数据分析纳赫引力波天文台的数据时,经常得到不一致的结果。

    现在,这个研究组利用新的软件建模,修正太阳系内行星的轨道,特别是那些会影响到引力波探测的天体的数据,比如木星的相关数据。

    该研究组称,他们用新的软件与纳赫引力波天文台的数据结合,能够找到引力波噪音的新上限和统计数据,并计算出新的、更准确的太阳系重心的位置,进而能够更准确地探测到低频引力波。

    一颗遥远的行星HD 131399Ab拥有三个太阳

    “在其它实验的基础上,加上这种查找引力波的方法,我们对宇宙中各种黑洞有了更彻底的了解。”泰勒说。

    这份研究近期发表在《天体物理学期刊》(The Astrophysical Journal)上。

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