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天文学家确定太阳系中心位置 误差在100米内

Weave 2020-09-09 最新文章

天文学家确定太阳系中心位置

许多人以为太阳系的中心就是太阳的中心,其他的一切都围绕着它飞快地转动,但太阳系中的每一个物体也都会对太阳施加自己的引力,这种作用会将太阳系的中心会偏离太阳中心点位置。因此,太阳系精确的引力中心(或称副中心)并不在太阳的中心点,而是在更接近太阳表面的某个地方。但是,由于无数的引力影响,要弄清楚这个副中心的确切位置并不容易。

现在,利用专门设计的软件,一个国际天文学家团队已经将太阳系的引力中心的位置缩小到100米精度以内,这将极大地改善我们对引力波的测量。

这一切都与脉冲星有关。这些死星可以以毫秒级的时间尺度极速旋转,从它们的两极射出电磁辐射束。如果脉冲的方向恰到好处,这些光束会像一个非常快的宇宙灯塔一样,从地球上闪过,产生一个极有规律的脉冲信号。

这种有规律的脉冲很有用处,从探测星际介质到潜在的导航系统等都用得上。

近年来,包括北美引力波纳米赫兹天文台(NANOGrav)在内的天文台开始使用脉冲星来寻找低频引力波,因为引力波应该会对整个天空中一系列脉冲星的时间造成非常微妙的干扰。

美国范德堡大学和北美引力波纳米赫兹天文台的天文学家和物理学家斯蒂芬·泰勒解释说:“利用我们在银河系中观测到的脉冲星,我们就像像一只静坐在网中间的蜘蛛一样。”

计算地球与太阳系方位中心的关系时出现的误差会影响我们对脉冲星时间的测量,进而影响我们对低频引力波的搜索。

部分原因是木星。木星非常大,它对太阳的引力效应是最强的,相比之下,其它行星的拉力是微乎其微的。木星绕着太阳运行需要大约12个地球年的时间,但我们对这一轨道的理解并不完整。

此前,对太阳系副中心位置的估计依赖于多普勒跟踪:当仪器朝向或远离天体时,天体发出的光线如何变化来计算行星的轨道和质量。但这些质量和轨道中的任何误差都会造成像引力波的误差。

'通常情况下,更多的数据会带来更精确的结果,但在我们的计算中总是有一个偏移。'

研究团队开发了一种名为BayesEphem的软件,它的设计目的是对太阳系轨道中那些与使用脉冲星进行引力波搜索最相关的不确定性因素进行建模和修正。

当这种软件和引力波纳米赫兹天文数据结合时,科学家能够对引力波背景和探测统计数据设置一个新的上限。而且他们能够计算出一个新的、更精确的太阳系副中心的位置,未来可以实现更精确的低频引力波探测。

这项研究已经发表在《天体物理学杂志》上。

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