Положение центра тяжести Солнечной системы установлено с точностью до 100 метров

На анимированных схемах Солнечной системы планеты вращаются вокруг неподвижной звезды в самом центре. Однако в действительности на нее действует также притяжение со стороны остальных тел, и положение Солнца слегка колеблется, смещаясь относительно общего центра тяжести. Барицентр Солнечной системы находится не в центре Солнца, а чуть за пределами его видимой поверхности. Авторы новой статьи, опубликованной в The Astrophysical Journal, смогли установить его положение с точностью до 100 метров.

Эти координаты стали особенно актуальными в последние годы, когда астрономы осваивают новую область гравитационных волн. Такая «рябь пространства-времени» создается наиболее высокоэнергетическими событиями во Вселенной — слияниями черных дыр и нейтронных звезд — и открывает совершенно новый способ наблюдения за ними. Обсерватория NANOGrav пробует регистрировать гравитационные волны, наблюдая за поведением далеких пульсаров.

Пульсаром называют нейтронную звезду с мощным магнитным полем, которая быстро вращается. Из полюсов такой звезды вырываются мощнейшие и узкие потоки излучения, которые направляются в нашу сторону лишь на определенной фазе вращения. В результате пульсары видны как яркие точечные источники, вспыхивающие с невероятно точной периодичностью. Недаром пульсары предлагается использовать в качестве опорных сигналов для навигации в космосе.

Пока же NANOGrav следит за сигналами множества пульсаров, чтобы зарегистрировать малейшие отклонения, вызванные прохождением гравитационных волн. «Мы как пауки, неподвижно сидящие в центре паутины», — объясняет один из участников проекта — Стивен Тейлор (Stephen Taylor) из Университета Вандербильта. И для этого, разумеется, стоит как можно аккуратнее локализовать сам центр такой «паутины» — положение Земли относительно барицентра Солнечной системы.

Его локализируют, регистрируя эффект Доплера (изменение длины волны излучения) при движении планет относительно Земли, что позволяет выяснить их орбиты. Однако эти данные остаются недостаточно точными, и Тейлор с коллегами разработали новый алгоритм BayesEphem, позволяющий вносить коррективы в такие наблюдения.

Это позволило вычислить положение центра масс Солнечной системы с точностью до 100 метров: по словам ученых, «если бы Солнце было размером с футбольное поле, 100 метров были бы сравнимы с толщиной человеческого волоса». Возможно, теперь обсерватория NANOGrav присоединится к интерферометрам LIGO и Virgo, которые уже поставили регистрацию гравитационных волн почти на поток.