太陽系重心位置精確到百米範圍內

科學家第一次把太陽系重心的位置精確到100米的範圍之內，相比太陽系廣闊的範圍，這個準確度聽上去相當驚人。

說起太陽系，人們都認為太陽就是正中心，所有的行星以太陽為中心旋轉。其實，太陽受到各個行星、小行星、行星的衛星等各種天體引力的牽制，找到太陽系精確的引力中心，也叫重心，並不容易。

這份新研究認為這個重心點是在太陽表面之外、接近太陽表面的某個位置，並且精確到100米之內的範圍。

了解太陽系的重心有甚麼作用？研究者稱，這將顯著提升探測引力波的敏感度。太陽系的重心和引力波探測有甚麼聯繫？這又得從脈衝星說起。

脈衝星是死亡恆星的殘骸，快速自轉，從兩極放射電磁射線。對於特定朝向的脈衝星，這些電磁波正好將掃過地球。從地球上看起來，這些電磁脈衝像燈塔發出的信號一樣穩定。科學家發現，這些信號可用於探測星際間介質，甚至用於未來太空旅行的導航。

近些年，研究者意識到即使是低頻率的引力波也會對脈衝星的電磁波造成影響，因此一些觀測台開始從脈衝星的信號探測引力波，比如北美納赫引力波天文台（NANOGrav）就是其中一個。

納赫引力波天文台的天文學家泰勒（Stephen Taylor）說：「通過觀測來自銀河系各處的脈衝星，我們就像一隻坐在一張平靜的網中央的蜘蛛，對太陽系重心位置點的了解，是我們感受蜘蛛網上任何一點動靜的關鍵所在。」

研究人員解釋說，因為地球相對太陽系重心位置的計算偏差，對脈衝星的頻率產生影響，繼而影響低頻引力波的偵測。

部份原因是木星造成的。木星很大，對太陽的產生的引力最大，相比之下，其他行星的作用都很小。以前，科學家根據多普勒效應估計太陽系的重心位置，再計算各個行星的軌道周期和質量。但是軌道和質量的任何誤差，都會影響引力波的探測。

因此當研究人員以前用這些數據分析納赫引力波天文台的數據時，經常得到不一致的結果。

現在，這個研究組利用新的軟件建模，修正太陽系內行星的軌道，特別是那些會影響到引力波探測的天體的數據，比如木星的相關數據。

該研究組稱，他們用新的軟件與納赫引力波天文台的數據結合，能夠找到引力波噪音的新上限和統計數據，並計算出新的、更準確的太陽系重心的位置，進而能夠更準確地探測到低頻引力波。

「在其他實驗的基礎上，加上這種查找引力波的方法，我們對宇宙中各種黑洞有了更徹底的了解。」泰勒說。

這份研究近期發表在《天體物理學期刊》（The Astrophysical Journal）上。◇

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