Mencari jisim planet lain adalah sukar, dan biasanya dilakukan dengan mengukur orbit bulan mereka atau kapal angkasa yang terbang melewatinya. "Ini adalah kali pertama seseorang menimbang seluruh sistem planet - planet dengan bulan dan cincinnya," kata ketua pasukan Dr David Champion dari Radioastronomi Max-Planck-Institut di Bonn, Jerman. "Dan kami telah memberikan pemeriksaan bebas terhadap hasil sebelumnya, yang sangat bagus untuk sains planet."
Juara mengatakan mengukur massa planet dengan cara baru ini dapat memasukkan data yang diperlukan untuk misi angkasa akan datang. Kerana jisim mencipta graviti, dan tarikan graviti planet menentukan orbit apa sahaja yang mengelilinginya - baik ukuran orbit dan berapa lama masa yang diperlukan - ia akan membantu navigasi yang lebih tepat untuk misi masa depan.
Kaedah baru ini berdasarkan pembetulan yang dibuat oleh ahli astronomi untuk memberi isyarat dari pulsar, bintang berputar kecil yang menyampaikan 'blip' gelombang radio biasa.
Bumi bergerak mengelilingi Matahari, dan pergerakan ini mempengaruhi tepat ketika isyarat pulsar tiba di sini. Untuk menghilangkan kesan ini, ahli astronomi mengira kapan denyutan nadi akan tiba di pusat jisim Sistem Suria, atau barycenter, di mana semua planet mengorbit. Kerana susunan planet di sekitar Matahari berubah sepanjang masa, pusat bary juga berpusing. Untuk mengetahui kedudukannya, para astronom menggunakan kedua-dua jadual (disebut ephemeris) di mana semua planet berada pada waktu tertentu, dan nilai untuk jisimnya yang telah diukur. Sekiranya angka-angka ini sedikit salah, dan kedudukan barycenter sedikit salah, maka corak ralat pemasaan berulang yang berulang muncul dalam data pulsar.
"Sebagai contoh, jika massa Musytari dan bulannya salah, kita melihat corak kesilapan masa yang berulang selama 12 tahun, masa yang diperlukan oleh Musytari untuk mengorbit Matahari," kata Dr Dick Manchester dari CSIRO Astronomy and Space Science. Tetapi jika jisim Musytari dan bulannya diperbetulkan, kesilapan masa akan hilang. Ini adalah proses maklum balas yang telah digunakan oleh para astronom untuk menentukan jisim planet.
Data dari satu set empat pulsar telah digunakan untuk menimbang Merkurius, Venus, Mars, Musytari dan Saturnus dengan bulan dan cincin mereka. Sebilangan besar data ini dirakam dengan teleskop radio Parkes CSIRO di timur Australia, dengan beberapa disumbangkan oleh teleskop Arecibo di Puerto Rico dan teleskop Effelsberg di Jerman. Massa selaras dengan yang diukur dengan kapal angkasa. Jisim sistem Jovian, .0009547921 (2) kali jisim Matahari, jauh lebih tepat daripada jisim yang ditentukan dari kapal angkasa Pioneer dan Voyager, dan sesuai dengan, tetapi kurang tepat daripada, nilai dari kapal angkasa Galileo.
Teknik pengukuran baru peka terhadap perbezaan jisim dua ratus ribu juta juta tan - hanya 0,003% jisim Bumi, dan satu sepuluh juta jisim Musytari.
"Dalam jangka pendek, kapal angkasa akan terus membuat pengukuran yang paling tepat untuk planet individu, tetapi teknik pulsar akan menjadi yang terbaik untuk planet yang tidak dikunjungi oleh kapal angkasa, dan untuk mengukur jumlah gabungan planet dan bulan mereka," kata CSIRO's George Hobbs, ahli pasukan penyelidikan yang lain.
Mengulangi pengukuran akan meningkatkan nilai lebih. Sekiranya ahli astronomi memerhatikan satu set 20 pulsar selama tujuh tahun, mereka akan menimbang Musytari dengan lebih tepat daripada kapal angkasa. Melakukan perkara yang sama untuk
Zuhal akan memakan masa 13 tahun.
"Ahli astronomi memerlukan masa yang tepat ini kerana mereka menggunakan pulsar untuk mencari gelombang graviti yang diramalkan oleh teori relativiti umum Einstein", kata Profesor Michael Kramer, ketua kumpulan penyelidikan 'Fizik Fundamental dalam Radio Astronomi' di Max-Planck-Institut Radioastronomi yang lebih baik. "Mencari gelombang ini bergantung pada melihat perubahan menit dalam masa isyarat pulsar, dan semua sumber kesalahan waktu lain harus dipertimbangkan, termasuk jejak planet Sistem Suria."
Ahli astronomi dari Australia, Jerman, UK, Kanada dan Amerika Syarikat terlibat dalam projek ini.
Kertas: Mengukur Jisim Planet Sistem Suria Menggunakan Pulsar Timing
Sumber: Max Planck
