att definiera mitten av allt så stort som vårt solsystem är en knepig affär i bästa fall, men tack vare arbetet i National Science Foundations gravitationsvågobservatorium och några fina nya modelleringsprogram har forskare som arbetar med NASAs Jet Propulsion Lab nu avslöjat bullseye i vårt bostadsplanet.
i en ny studie som nyligen publicerades i online scientific forum med Astrophysical Journal har astronomer avslöjat att masscentret för vårt solsystem ligger bara 330 meter över solens yta. Denna exakta plats, officiellt känd som barycenter, skulle vara lika stor som en tiondel av bredden på en spaghettistjälk som ligger på ett fotbollsplan och kommer att hjälpa forskare att jaga efter elusiva gravitationsvågor som krusar genom vårt territorium och förvränger Vintergatan.
kredit: Getty Images
”med hjälp av pulsarerna vi observerar över Vintergatan galaxen försöker vi vara som en spindel som sitter i stillhet mitt i hennes webb”, studerar medförfattare Stephen Taylor, biträdande professor i fysik och astronomi vid Vanderbilt University i Tennessee. ”Hur väl vi förstår solsystemets barycenter är avgörande när vi försöker känna till och med den minsta tingen på webben.”
solsystemets masscentrum, inklusive solen, jorden och alla planeter som kretsar runt detta barycenter, och det är alltid skiftande positioner som härrör från exakt var planeter är placerade i sina eviga banor. Jupiter är dock en mobbande behemoth när det gäller gravitationspåverkan och det exakta centrumet kan röra sig något beroende på var gasjätten befinner sig i sin långa resa runt vår wobblingstjärna.
Ephemerides, detaljerade kartor som visar de uppskattade positionerna för solen, månen och alla planeterna under ett år, var ett sätt att bestämma solsystemets centrum och tillät sjömän att navigera efter stjärnorna. Men dessa kartor tar inte hänsyn till alla avvikelser som orsakas av anomalier som svarta håls gravitationsvågor och planetariska drag. Mer sofistikerad ephemeris modellering skapad av datorer erbjuder en större grad av bana spårning.
detaljerad i detta senaste forskningspapper studerade forskare observationer av pulsarer som följdes i över ett decennium av NSF: s nordamerikanska Nanohertz observatorium för gravitationella vågor (NANOGrav) projekt, som använder de stabila signalerna som emitteras av döende pulsarstjärnor för att hjälpa sina avståndsberäkningar för att göra deras mer exakta uppskattning.
en mycket spännande typ av snabbspinnande neutronstjärna, pulsarer är tätt packade stjärnkärnor som spränger ut regelbundna strålar av koncentrerad strålning från sina poler.
” i den här artikeln beskriver vi motivation, konstruktion och tillämpning av en fysisk modell av solsystemets Ephemeris osäkerheter, som fokuserar på frihetsgraderna (Jupiters orbitalelement) som är mest relevanta för gravitationsvågssökningar med pulsar-timing arrays,” noterar forskarna.
källa: Getty Images
genom att erkänna dessa viktiga osäkerheter och hoppas kunna ge ett mer exakt solsystemcenter designade forskare en ny mjukvarumodell som heter BayesEphem. Laddade med avancerade detekteringsverktyg modellerade de efemeriderna som orsakade fel i deras gravitationsvågmätningar. Genom att infoga en realistisk uppfattning om de metoder som Jupiters gravitation påverkade balansen mellan himmelska kroppar runt den, upptäckte de lyckligtvis att deras gravitationsvågberäkningar också fanns.
NANOGrav utnyttjar tekniken för massiva radioteleskop som avbetalningarna vid Arecibo Observatory i Puerto Rico och Green Bank Observatory i West Virginia, söker efter variationer i svarta hålstörningar och pulsars stråltid när de träffar jorden orsakad av en liten förvrängningseffekt av tid-rymdkrusningar som kallas gravitationsvågor.
kredit: Getty images
”vår exakta observation av pulsarer utspridda över galaxen har lokaliserat oss i kosmos bättre än vi någonsin kunde förut”, förklarade Taylor. ”Genom att hitta gravitationsvågor på detta sätt, förutom andra experiment, får vi en mer holistisk översikt över alla olika typer av svarta hål i universum.”