Các nhà thiên văn đã tìm ra một phương pháp mới để xác định lại khối lượng các hành tinh trong hệ Mặt trời.

Một nhóm các nhà thiên văn quốc tếdưới sự chủ trì của CSIRO (Commonwealth Scientific and IndustrialResearch Organisation - Tổ chức nghiên cứu khoa học và công nghệ khốiThịnh vượng chung) đã tìm ra một phương pháp mới để xác định lại khốilượng các hành tinh trong hệ Mặt trời, dùng các tín hiệu vô tưyến từ cácngôi sao nhỏ đang quay gọi là pulsar.

Người lãnh đạo nhóm, Tiến sĩ David Champion, Viện Thiên văn vô tuyến Max Plank của Đức cho biết: “Đây là lần đầu tiên người ta có thể cân toàn bộ cả hệ, gồm những hành tinh, vệ tinh và những vòng đai bao quanh những hành tinh đó. Chúng tôi đã đưa ra một cách kiểm tra độc lập các kết quả trước đây và phương pháp này được đánh giá như một thành công lớn của Khoa học”.

Khối lượng các hành tinh trong hệ Mặt trời có thể tính toán chính xác bằng một
phương pháp mới.

Các số liệu đo lường khốilượng hành tinh bằng phương pháp mới sẽ rất cần thiết đối với nhữngcuộc thăm dò vũ trụ trong tương lai.

Cho tới nay, các nhàthiên văn học thường “cân” một hành tinh bằng cách xác định quỹ đạo củacác vệ tinh hoặc của các con tàu vũ trụ khi bay ngang quá hành tinh đó.Theo Định luật tác dụng khối lượng, hành tinh gây ra một trọng lực tácđộng lên một vật thể rơi vào sức hút của nó, xác định quỹ đạo cũng nhưthời gian vật thể ấy bay một vòng quanh nó.

Phương pháp mới dựa trênsự hiệu chỉnh các tín hiệu từ pulsar phát ra thông qua những tiếng“blip… blip” đều đặn của sóng vô tuyến. Khi Trái đất bay quanh mặt trờithì các tín hiệu từ pulsar phát ra sẽ thay đổi khi Trái đất quay quanhMặt trời. Để loại trừ ảnh hưởng phụ, các nhà thiên văn tính toán khi nàocác xung đến trọng tâm của hệ Mặt trời, căn cứ vào quỹ đạo các hànhtinh.

Vì sự sắp xếp các hànhtinh quanh Mặt trời luôn thay đổi, trọng tâm của toàn hệ cũng thay đổitheo. Để tìm ra vị trí của nó, các nhà thiên văn dùng một bảng, gọi làlịch thiên văn (ephemeris) cho biết vị trí các hành tinh vào một thờiđiểm nhất định và những giá trị về khối lượng của chúng đã đo trước đây.

Nhà nghiên cứu của CSIROlà TS Dick Manchester nói, nếu những số liệu này chỉ sai một chút, và vịtrí của trọng tâm của hệ cũng sai một chút, thì những sai sót ấy sẽ thểhiện trên các số liệu từ pulsar, và người ta có thể nhìn vào đấy đểđiều chỉnh lại.

“Nếu khối lượng của Mộctinh và vệ tinh của nó sai, thì chúng tôi sẽ phát hiện ra ngay khi nhìnvào các số liệu chứa các sai sót ấy lặp đi lập lại suốt 12 năm, là thờigian mà Mộc tinh quay một vòng quanh Mặt trời”. - TS Manchester lấy vídụ - “Khi chúng tôi điều chỉnh lại khối lượng của Mộc tinh và các vệtinh của nó cho đúng thì những sai sót về thời gian cũng lập tức biếnmất. Trên cơ sở tương tự, chúng tôi đã “cân” lại khối lượng các hành tinh”.

Khối lượng của Mộc tinh được tính toán theo phương pháp mới chính xác hơn
khi xác định theo phương pháp cũ.

Dựa trên số liệu của 4pulsar, các nhà thiên văn đã “cân” lại chính xác khối lượng của Thủytinh (Mercury), Kim tinh (Venus), Hoả tinh (Mars), Mộc tinh (Jupiter) vàThổ tinh (Saturn) cùng với những vệ tinh và vành đai của những hànhtinh này. Các số liệu được ghi lại từ các kính thiên văn Parkes ở ĐôngAustralia,  Arecibo ở Puerto Rico và Effelsberg ở Đức.

Các con tàu vũ trụ thamgia vào việc xác định này cho thấy khối lượng của hệ thuộc Mộc tinh(Jovian system) nhỏ hơn khối lượng của Mặt trời là  9.547921(2) x 10^-4 lần, chính xác hơn so với khối lượng mà các con tàu Pioneer và Voyager xác định theo phương pháp cũ.

Kỹ thuật đo mới đã điềuchỉnh được sự khác biệt về khối lượng là hai trăm nghìn triệu triệu tấn,nghĩa là tương ứng với 0,003% khối lượng Trái đất và một phần triệukhối lượng của Mộc tinh.

Chuyên gia nghiên cứu tạibộ môn Khoa hoc Thiên văn và Vũ trụ (Astronomy and Space Science viếttắt là CASS), thuộc CSIRO là TS George Hobbs cho biết trong thời gianngắn nữa, các con tàu vũ trụ vẫn tiếp tục xác định khối lượng của nhiềuhành tinh, nhưng “kỹ thuật pulsar không cần đưa các con tàu đến tận nơivà đo được không chỉ hành tinh mà cả các vệ tinh của chúng”.

Trưởng nhóm nghiên cứu“Vật lý cơ bản trong Thiên văn vô tuyến” thuộc Viện Max-Planck, GSMichael Kramer, nêu rõ các nhà thiên văn cần những số liệu về thời gianchính xác vì họ đang dùng pulsar để “săn” các sóng trọng trường màthuyết tương đối của Einstein đã dự đoán”.