Солнце – наша родная звезда – неизменно становится легче. А вот насколько велики такие потери массы, ученым удалось просчитать исходя из изменения орбиты Меркурия. Результат подсчетов таков: за десять миллиардов лет Солнце теряет несколько меньше одной десятой процента своей массы. Хотя это может показаться весьма незначительной потерей, но этого хватает для сдвига орбит планет системы от светила за год на астрономическую единицу на 1,5 сантиметра. Эта информация появилась в журнале Nature Communications.
Планета Меркурий и её орбита помогли в свое время Альберту Эйнштейну в отладке общей теории относительности. Ведь влияние гравитации нашей звезды, к которой добавляются гравитации остальных планет системы, ведет к тому, что планета «волочится» по эллиптической орбите вокруг нашего светила: её перигелий смещается при каждом обороте. Также на орбиту Меркурия влияют вызванные вращением «вздутия» Солнца на его экваторе, а также медленные потери массы вследствие ядерного синтеза и солнечного ветра.
Близость Меркурия к Солнцу – здесь при транзите – делает эту планету чувствительным индикатором изменения массы нашей звезды.
Меркурианский зонд в качестве помощника в измерениях
Какую часть своей массы теряет Солнце в течение времени, до сих пор можно было определить лишь с помощью теоретических моделей и данных об орбите Луны. И вот теперь Антонио Дженова из Массачусетского технологического института и его коллегам из NASA удалось обосновать и уточнить эти теоретические значения с помощью данных, полученных с исследовавшего Меркурий межпланетного зонда Messenger.
Для своих измерений исследователи проанализировали данные космического зонда за тот период, когда Messenger обращался на орбите вокруг Меркурия. Информация, накопленная зондом за семь лет работы, обеспечила возможность заметить даже малейшие изменения в гравитационном режиме планеты и Солнца. «Меркурий – это замечательный тестовый объект для таких экспериментов, ибо он очень чувствителен к гравитации и солнечной активности», – объясняет Дженова.
Малозаметные изменения в орбите Меркурия, которые ученые смогли измерить с помощью данных межпланетного зонда Messenger, позволяют проанализировать снижение солнечной массы.
Одна десятая процента за десять миллиардов лет
Измерения показали следующее: наше Солнце теряет за год 900 квадрильонных долей своей массы. Или можно сказать иначе: на протяжении десяти миллиардов лет масса нашей звезды уменьшается почти на одну десятую процента. Таким образом, полученные экспериментальные данные подтверждают проведенные ранее теоретические расчеты, уточняя их при этом на коэффициент 10.
Важно это в первую очередь потому, что снижение массы Солнца тесно связано со стабильностью гравитационной константы G – постоянной, которая определяет силу гравитации между двумя объектами в зависимости от их массы. В соответствии с эйнштейновской теорией относительности, это значение должно оставаться неизменным. Но так как до сих пор значение G можно было высчитать с точностью до пяти знаков после запятой, эта неизменность продолжала оставаться неподтвержденной.
Планеты сдвигаются наружу
Интересно еще вот что: новые результаты измерений дают понять, как потери массы Солнца воздействуют на орбиты планет в Солнечной системе. Ведь с уменьшением массы снижается и сила солнечного притяжения. Как следствие, планетарные орбиты постепенно растягиваются, пусть даже всего на полтора сантиметра в год и астрономическую единицу, как это высчитали Дженова и его коллеги.
«Исследуя такое поведение планет, мы затрагиваем важнейшие и давно стоящие вопросы фундаментальной физики и исследований Солнца», – говорит соавтор Эрван Мазарико из Космического научного центра Годдарда NASA. – «Это значит, что данные стали более надежными, а мы больше можем узнать о взаимодействии Солнца и планет».
