Señales de radio para pesar planetas

Conocer la masa de otros planetas es complicado, y por lo general se realiza midiendo las órbitas de sus lunas o de sondas espaciales que sobrevuelan los planetas. Pero un grupo internacional de astrónomos ha encontrado una nueva forma de pesar planetas, utilizando las señales de radio procedentes de de pulsares. “Esta es la primera vez que alguien ha pesado todo un sistema, incluyendo planetas con sus lunas y anillos”, dijo el jefe del equipo del Dr. David Champion del Instituto Planck en Bonn, Alemania. “Y hemos proporcionado una verificación independiente de los resultados anteriores, que supone un paso enorme para la ciencia planetaria”.

Champion dice que el modo medir las masas de los planetas con esta nueva forma podrían arrojar datos necesarios para futuras misiones espaciales Debido a que la masa crea gravedad, y la fuerza gravitacional determina la órbita de todo lo que gira alrededor de ella, tanto el tamaño de la órbita como el tiempo que tarda en completarla,  ayudará a una navegación más precisa para misiones futuras.

El nuevo método se basa en correcciones de las señales de púlsares, pequeñas estrellas que giran velozmente ofreciendo un pulso regular de ondas de radio.

La Tierra viaja alrededor del Sol, y este movimiento afecta al momento en que  la señal de un pulsar llega Para eliminar este efecto, los astrónomos calculan el instante en que los pulsos llegan al centro de masa del Sistema Solar, o baricentro, alrededor del cual orbita cuanto existe en él. Debido a la disposición de los planetas alrededor del Sol esta posición cambia todo el tiempo y se mueve demasiado. Para calcular su posición, los astrónomos utilizan tanto una tabla del lugar donde todos los planetas están en un momento dado, y los valores de sus masas que ya se han medido. Si estas cifras varían, y la posición del baricentro también muestra esa discrepancia, se repite un patrón regular de errores de sincronización de datos  en el púlsar.

“Por ejemplo, si la masa de Júpiter y sus lunas está mal, vemos un patrón de errores de sincronización que se repite más de 12 años, el tiempo que Júpiter tarda en completar su órbita en torno al Sol”, dice el Dr. Dick Manchester del CSIRO Astronomy and Space Science Pero si la masa de Júpiter y sus lunas se corrige, los errores de tiempo desaparecen. Este es el proceso de retroalimentación que los astrónomos han utilizado para determinar las masas de los  planetas.

Utilizando este método, los datos de un conjunto de cuatro pulsares se han utilizado para pesar Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno con sus respectivas lunas y anillos. La mayoría de estos datos fueron registrados por el telescopio  Parkes de CSIRO, al este de Australia, aportaciones del telescopio de Puerto Rico y del telescopio Effelsberg, en Alemania. Las masas fueron consistentes con los medidos hasta ahora. La medición de la masa del sistema joviano es bastante más exacta que la masa determinada por las sondas Pioneer y Voyager, y consistente, pero menos precisa que el valor aportado por la sonda Galileo.

La nueva técnica de medida es sensible a una diferencia de masa de doscientos mil millones de millones de toneladas, apenas un 0,003% de la masa de la Tierra, y una diezmillonésima parte de la masa de Júpiter.

“A corto plazo, las sondas espaciales seguirán haciendo la determinación exacta de la mayoría de planetas individuales, pero la técnica mediante púlsar será la adecuada para planetas que no puedan ser visitados por sondas espaciales, y para medir las masas combinadas de esos planetas y sus lunas“, dijo el Dr. George Hobbs, otro miembro del equipo de investigación.

Repeticiones de las mediciones mejorarían aún más los datos. Si los astrónomos observaran un conjunto de 20 púlsares durante más de siete años podrían calcular la masa de Júpiter con mayor precisión que las sondas espaciales han. Hacer lo mismo con Saturno llevaría 13 años.

“Los astrónomos necesitan el momento preciso porque están utilizando pulsares para cazar las ondas gravitacionales predichas por Einstein en  la teoría de la relatividad general”, dice el profesor Michael Kramer, director de la ‘Fundamental Physics in Radio Astronomy, grupo de investigación de la del Instituto Max Planck. “Encontrar estas ondas depende de la detección de cambios en el momento de sincronización de las señales de púlsares, y todas las otras fuentes de error deben tenerse en cuenta, incluyendo las pistas que arrojen los planetas del Sistema Solar. “

Astrónomos de Australia, Alemania, Reino Unido, Canadá y los EE.UU. están involucrados en este proyecto.

Autor: Nancy Atkinson.

Enlace original: Astronomers use radio signals for new way to weigh planets.