¿Cuánto pesa Saturno? : los púlsares nos lo dicen

Midiendo la masa de los planetas del Sistema Solar por medio del tiempo de los púlsares

Determinar la masa de los planetas es complicado, y por lo general se realiza midiendo la órbitas de sus lunas o de las naves espaciales que vuelan cerca de ellos. Pero ahora, un grupo internacional de astrónomos ha encontrado una nueva forma de ponderar los planetas, y están pesando todo el sistema planetario con las señales de radio de los pulsares.

«Esta es la primera vez que alguien ha pesado un sistema planetario entero: los planetas con sus lunas y anillos», dijo el jefe del equipo, el Dr. David Champion del Instituto Max-Planck en Bonn, Alemania. «Y hemos aportado una verificación independiente de los resultados anteriores, lo cual es grandioso para la ciencia planetaria».

Champion dice que la medición de las masas de los planetas por este nuevo método podría servir para tener más datos para las futuras misiones al espacio. Debido a que la masa crea gravedad, y la fuerza gravitacional de un planeta determina la órbita de lo que gira a su alrededor de ella —tanto el tamaño de la órbita como el tiempo que se tarda en completarla— esto ayudará a una navegación más precisa en las misiones futuras.

El nuevo método se basa en las correcciones que hacen astrónomos a las señales de púlsares, pequeñas estrellas en rotación que emiten ‘blips’ regulares de ondas de radio.

La Tierra viaja alrededor del Sol, y este movimiento afecta en qué momento nos llegan las señales de un púlsar. Para eliminar este efecto, los astrónomos calculan el tiempo de los pulsos que han llegado al centro de masa del Sistema Solar, o baricentro, alrededor del cual orbitan todos los planetas. Debido a que la disposición de los planetas alrededor del Sol cambia todo el tiempo, el baricentro también se mueve. Para calcular su posición, los astrónomos usan una tabla llamada efemérides, que indica dónde están los planetas en un momento dado, y los valores de las masas que se han medido. Si estas cifras no son del todo correctas, y la posición del baricentro está desplazada, entonces aparece un patrón regular repetido en los errores de sincronización en los datos del púlsar.

«Por ejemplo, si la masa de Júpiter y sus lunas está mal, vemos un patrón de errores de sincronización con repeticiones sobre más de 12 años, el tiempo que tarda Júpiter en orbitar el Sol», dijo el Dr. Dick Manchester, del CSIRO. Pero si la masa de Júpiter y sus lunas es correcta, los errores de tiempo desaparecen. Este es el proceso de retroalimentación que los astrónomos han utilizado para determinar las masas de los planetas.

Se han utilizado los datos de un conjunto de cuatro púlsares para pesar Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno con sus lunas y anillos. La mayoría de estos datos fueron grabados con el radiotelescopio Parkes de CSIRO en el este de Australia, y algunos fueron aportados por el telescopio de Arecibo en Puerto Rico y el telescopio Effelsberg en Alemania. Las masas resultaron consistentes con las medidas por las naves espaciales. La masa del sistema joviano, 0,0009547921 veces el masa del Sol, es bastante más exacta que la masa determinada por la nave espacial Pioneer y Voyager, y es consistente con la de la nave espacial Galileo, pero de un valor menos preciso.

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

«En un corto plazo, las naves espaciales seguirán haciendo mediciones más precisa sobre planetas individuales, pero la técnica con el púlsar será mejor para los planetas que no sean visitados por sondas espaciales, y para la medición de la masa combinada de los planetas y sus lunas «, dijo el Dr. George CSIRO Hobbs, otro miembro del equipo de investigación.

Si los astrónomos hubiesen observado un conjunto de 20 púlsares durante más de siete años, habrían pesado a Júpiter con mayor precisión que las naves espaciales. Hacer lo mismo con Saturno llevaría 13 años.

«Los astrónomos necesitan esta temporización precisa porque están utilizando los púlsares para cazar las ondas gravitacionales que predijo Einstein en la teoría de la relatividad general», dice el profesor Michael Kramer, director del grupo de investigación ‘Física Fundamental en Radioastronomía’ del Instituto Max Planck de Radioastronomía. «Encontrar estas ondas depende de la detección de cambios minúsculos en la sincronización de las señales de los púlsares, de modo que todas las otras fuentes de error se deben tener en cuenta, incluyendo los recorridos de los planetas del Sistema Solar».

En este proyecto participan astrónomos de Australia, Alemania, Reino Unido, Canadá y EEUU.

Fuente: Universe Today. Aportado por Eduardo J. Carletti

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