科学家们指出土星的位置

2018-05-16

天文学家利用巨大的无线电望远镜天线阵列和来自美国宇航局卡西尼号航天器的数据,对土星及其众多卫星的质心或重心位置做出了最准确的判断, EM>

科学家们将美国国家航空航天局的卡西尼号航天器与美国国家科学基金会的超长基线阵列(VLBA)射电望远镜系统配对,以确定土星及其卫星家族在约2英里(4公里)范围内的位置。测量结果比地面光学望远镜精确50倍。这项壮举改善了天文学家对土星轨道的了解,并有利于航天器导航和基础物理研究。

研究人员使用VLBA--从夏威夷到维尔京群岛的一系列射电望远镜天线 - 通过接收来自飞船无线电发射机的信号,确定卡西尼在过去十年围绕土星的位置。他们将这些数据与NASA深空网络中有关卡西尼轨道的信息结合起来。综合观测使科学家能够对土星及其无数卫星的质心或重心的位置做出最精确的测定。

研究小组包括美国宇航局加州帕萨迪纳喷气推进实验室和新墨西哥州索科罗国家射电天文台(NRAO)的研究人员。科学家们今天在美国天文学会在西雅图的会议上介绍他们的工作成果。

新的测量可能由两个因素决定:卡西尼在土星系统中的长期存在以及VLBA识别极其细节的能力。结果是土星系统中物体预测位置的一个极大改进的表格,被称为星历表。星历表是天文学的基本工具之一。

“这项工作是将我们对太阳系外星行星轨道和内行星轨道的理解结合在一起迈出的巨大一步,”JPL的代顿琼斯说。

改进的位置信息将有助于提高星际航天器的精确导航,并有助于精确测量太阳系物体的质量。它还可以改善土星或其环的何时通过背景恒星的预测 - 为天文学家提供各种研究机会的事件。

卡西尼的立场的VLBA测量甚至帮助科学家试图通过观察积极喂食黑洞或类星体的明显位置的微小变化,试图对阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论进行更加严格的测试,因为土星似乎在前面通过他们在天空中。

卡西尼的导航小组负责绘制航天器围绕土星的航向,开始使用2013年正在进行的研究提供的新位置信息。新的星历使他们能够为航天器设计更好的机动性,从而导致推进剂节省任务。此前,导航员使用跟卡西尼无线电信号在与地球通信期间收集到的数据,对土星及其卫星的位置进行了自己的估计。由VLBA数据增强的新计算精度约为20倍。

琼斯和他的同事计划在2017年底卡西尼号任务结束时继续与卡西尼和VLBA进行联合观测。该团队计划在2016年中期使用类似技术观测美国宇航局朱诺号航天器在木星到达木星时的运动。他们希望改善这个巨大星球的轨道知识。

JPL是帕萨迪纳加州理工学院的一个部门,负责管理卡西尼和朱诺任务以及美国宇航局的深空网络。国家射电天文台是美国国家科学基金会的一个设施,由Associated Universities,Inc.在合作协议下运营。

出版物:接受在天文学期刊上发表

PDF研究副本:卡西尼用VLBA天文测量法改进土星星历

来源:普雷斯顿戴斯,喷气推进实验室

图片:NASA / JPL /空间科学研究所