Наше Солнце не будет жить вечно. Оно стареет и постепенно теряет массу, из-за чего его гравитационное притяжение ослабевает и планеты начинают слегка удаляться. Группа ученых из США решила измерить скорость потери массы нашей звездой наблюдая за изменениями в орбите Меркурия.
Предыдущие показатели были несколько неопределенны, поэтому ученым требовались кое-какие уточнения. Новые исследования стали особенно актуальны, поскольку тесно связаны со стабильностью гравитационной постоянной. Сегодня принято считать, что гравитационная постоянная имеет строго определенное значение, но так это или нет на самом деле – большой вопрос в физике.
Для своих наблюдений ученые выбрали планету Меркурий, поскольку тот очень близко расположен к Солнцу и крайне чувствителен к солнечной активности и любым гравитационным изменениям.
Ученые улучшили дорожную карту положения планеты использовав данные радиотрекинга, которые отслеживали местоположение космического корабля MESSENGER (сокращенно от Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry и Ranging) во время выполнения миссии.
Роботизированный модуль совершил множество облетов маленькой планеты с 2008 по 2015 год. На основе полученных данных ученые смогли проанализировать изменения в движении Меркурия и о том, как Солнце влияет на его орбиту.
На протяжении многих лет ученые наблюдали за движением Меркурия, уделяя особое внимание тому моменту, когда Меркурий максимально близко подходит к звезде. Все наблюдения показывали, что эта точка смещается со временем. И хотя гравитационные притяжения других планет объясняют большую часть смещения Меркурия, они не учитывают ее полностью.
Второй по величине вклад исходит от искривления пространства-времени вокруг самого Солнца из-за его собственной гравитации, которая рассматривается общей теорией относительности Эйнштейна.
Другие, гораздо меньшие вклады в смещение Меркурия приписываются внутренней структуре и динамике Солнца. Одним из них является сплющенность звезды, поскольку Солнце отнюдь не идеальная сфера. Ученые смогли измерить эту сплющенность, которая согласуется с другими типами исследований.
Ученые смогли так же отделить некоторые солнечные параметры от релятивистских эффектов, чего не удалось сделать ранее. Они разработали методику, которая одновременно оценивала и интегрировала орбиты МЕССЕНДЖЕРА и Меркурия, что привело к комплексному решению, которое включает в себя величины, связанные с эволюцией внутренней части Солнца и релятивистскими эффектами.
Эти исследования помогли получить более точную информацию о потере Солнцем своей массы основанную на наблюдениях, а не на теоретических расчетах. Ранее считалось, что наше Солнце теряет 0,1% массы за 10 миллиардов лет. Это достаточно, чтобы уменьшить гравитационное притяжение звезды и позволить планетам удаляться от Солнца, примерно, на 1,5 сантиметра в год.
Новое значение немного ниже, чем предыдущие прогнозы, но имеет меньшую неопределенность. Это позволило команде улучшить стабильность гравитационной постоянной в 10 раз по сравнению со значениями, полученными в результате исследований движения Луны.
Это исследование демонстрирует, как измерения изменений орбит планет по всей Солнечной системе открывают возможность будущих открытий о природе Солнца и планет, а также об основных механизмах Вселенной.
