Гравитационный центр солнечной системы, ее бари-центр, находится не в сердце нашей звезды. Это скорее место ближе к его внешнему краю или рядом с ним. Хотя Солнце обладает величайшей способностью воздействовать на объекты в его окружении, каждое такое небесное тело дергает и слегка толкает их. Отсюда и небольшой сдвиг.
Число элементов в многокомпонентном уравнении, которое является формулой для бари-центра, настолько велико, что точное указание этого места до сих пор было сложным. Как и во многих математических и физических задачах, был необходим новый и лучший способ подсчета. Он был описан в Астрофизическом Журнале .
Международная группа астрономов разработала программу для указания бари-центра Солнечной системы с точностью до 100 метров. Это программное обеспечение может значительно улучшить процесс измерения гравитационных волн.
Новый метод измерения использует влияние гравитационных волн на регулярность электромагнитных волн, излучаемых пульсарами. Эти мертвые звезды, вращающиеся в сумасшедшем темпе, регулярно излучают такие лучи каждую миллисекунду. Некоторые также через центр нашей планеты.
Чтобы понять важность пульсаров в этой истории, вы должны думать о них как о маяках, регулярно освещающих место в космосе. Ключевое слово регулярно.
Обсерватории, такие как американская NANOGrav используют сигналы многих пульсаров одновременно для поиска низкочастотных гравитационных волн. Такие волны должны слегка нарушать ритм электромагнитного излучения. Как будто кто-то на мгновение затмил свет от такого маяка.
Стивен Тейлор из Университета Вандербильта и участник исследовательской программы NANOGrav Collaboration предпочитает сравнение с паутиной. - Наблюдая за пульсарами на Млечном Пути, мы хотим, как паук в самом центре паутины, ждать каждого движения, - объясняется в пресс-релизе.
Определение гравитационного центра Солнечной системы не было целью авторов программы для измерения гравитационных волн. Скорее, это программное обеспечение использовалось для уточнения этой важной переменной перед измерением нашей галактики.
Все сводится к использованию наиболее точного указания положения Земли относительно этого бари-центра. Ошибки в измерении излучения от пульсаров в результате неточной информации затем мстят при поиске гравитационных волн.
Гигант в планетном семействе, Юпитер, ответственен за проблему с вычислением гравитационного центра. Это оказывает наибольшее влияние на Солнце из всех небесных тел Солнечной системы.
До сих пор местоположение бари-центра оценивалось с использованием эффекта Доплера, то есть физического явления, при котором возникает разность частоты волны, посылаемой его источником, и частоты волны, записанной наблюдателем, который движется относительно этого источника.
Благодаря допплеровскому анализу спектра излучения звезд могут быть зафиксированы даже минимальные отклонения в траектории их движения, происходящие под влиянием гравитационного притяжения окружающих планет.
Вы также можете рассчитать орбиты и массы планет, используя этот метод. Однако любые ошибки в этих расчетах могут позже появиться для наблюдателей как (ложные) гравитационные волны. Поэтому, когда Стивен Тейлор и его коллеги использовали существующие наборы данных для анализа информации из обсерватории НАНОГрав, они постоянно получали противоречивые результаты.
В этой ситуации новая программа под названием BayesEphem использовалась для устранения ошибок и неопределенностей в отношении орбит наиболее проблематичных объектов Солнечной системы, прежде всего эффекта Юпитера, с точки зрения поиска гравитационных волн с помощью матрицы пульсаров, - отмечает Science Alert .
Применение алгоритма BayesEphem к данным из NANOGrav позволило, с одной стороны, улучшить способность обнаруживать гравитационные волны, а с другой - более точно рассчитать бари-центр. А это, в свою очередь, еще больше улучшит точность измерений низкочастотных гравитационных волн.
