How to Measure a Planet's Mass
Têgihîştina giraniya gerstêrkekê ji bo gelek aliyên zanista gerstêrkan û astrofîzîkê pir girîng e. Bi pîvandina giraniya rast, zanyar dikarin pêkhate, tîrbûn, bandora gravîtasyonê û heta dîroka çêbûna gerstêrkê texmîn bikin. Her çend firehiya fezayê pîvandinên rasterast tevlihev dike jî, rêbazên nerasterast ên jîr di dehsalan de hatine pêşxistin. Ev gotar dê teknîkên cûrbecûr ên ku ji bo pîvandina giraniya gerstêrkekê têne bikar anîn, di nav de têkiliyên gravîtasyonê, dînamîkên orbîtalê û rêbazên astrometrîkî, vekole.
Gravitational Influence
Yek ji prensîbên herî bingehîn ên ku ji bo pîvandina giraniya gerstêrkekê tê bikar anîn, qanûna kişandina erdê ya Newton e. Li gorî vê qanûnê, hêza kişandina erdê ya di navbera du tiştan de rasterast bi berhema giraniya wan re rêjeyî ye û berevajî bi çargoşeya dûrahiya di navbera wan de rêjeyî ye. Dema ku li ser pergalên gerstêrkan tê sepandin, ev prensîb dihêle ku zanyar bi lêkolîna bandorên kişandina erdê yên li ser tiştên nêzîk, giraniya gerstêrkekê texmîn bikin.
Gravitational Effects on Satellites
Hebûna peykên xwezayî an çêkirî yên li dora gerstêrkê rêbazek hêsan peyda dike ji bo pîvandina giraniya gerstêrkê. Bi çavdêriya rêgeha peykê, zanyar dikarin agahdariyên girîng li ser bandora gravîtasyonê ya laşê sereke derxînin.
Dema orbitê (T) û nîv-eksena mezin (a) ya orbita satelîtê li dora gerstêrkê bi qanûna sêyemîn a Kepler ve girêdayî ne:
[ T^2 = \frac{4 \pi^2}{G(M+m)} a^3 ]
ku (T) dewra ye, (a) nîv-eksena sereke ya orbitê ye, (G) sabîta gravîtasyonê ye, (M) girseya gerstêrkê ye, û (m) girseya peykê ye (ku bi gelemperî li gorî (M) bêwate ye).
Ji nû ve nivîsandina hevkêşeyê ji bo (M):
[ M \nêzîkî \frac{4 \pi^2 a^3}{GT^2} ]
Bi pîvandina rast a dewra orbîtê û nîv-eksena mezin a peykê, zanyar dikarin girseya gerstêrkê hesab bikin.
Gravitational Effects on Nearby Planets
Gerstêrkên di heman pergala stêrkan de hêzên gravîtasyonê li ser hevdu bikar tînin. Guhertinên nazik ên di rêgehên wan de ji ber van têkiliyan dikarin ji bo texmînkirina girseyên wan werin bikar anîn. Di dîrokê de, ev rêbaz rê daye stêrnasan ku girseyên gerstêrkên mîna Jupiter bi çavdêriya bandorên wê li ser rêgehên gerstêrk û heyvên cîranên wê diyar bikin.
Orbital Dynamics of Multiple Bodies
Di sîstemên bi gelek laşên gerstêrkî de, lêkolînên berfireh ên tevgerên wan dikarin girseyan derxînin holê. Têkiliyên gravîtasyonê yên tevlihev di nav sîstemên weha de pir caran bi karanîna teknîkên ji mekanîka ezmanî têne analîz kirin.
Radial Velocity Method
Rêbaza leza radyal bi gelemperî di lêkolînên li ser eksoplanetan de tê bikar anîn lê di heman demê de dikare li ser pergala meya rojê jî were sepandin. Ev teknîk guheztina Doppler a stêrk an gerstêrkê dipîve - guhertinên di spektruma stêrkê de ku ji ber tevgera wê ya ber bi me an jî dûrketina wê ji me çêdibin. Ev guheztin kişandina gravîtasyonê ya ku gerstêrk li ser stêrka xwe ya dê nîşan dide.
Bi çavdêriya lerizînên periyodîk ên di pozîsyona stêrkê de, stêrnas dikarin girseya gerstêrka nedîtî texmîn bikin. Mezinahiya tevgera stêrkê daneyên li ser rêjeya girseyê di navbera stêrk û gerstêrka li dora wê de peyda dike.
Transit Timing Variations (TTV)
Dema ku gerstêrkek ji stêrka xwe derbas dibe, di geşbûna stêrkê de kêmbûnek sivik çêdibe. Ger gelek gerstêrk li dora heman stêrkê bigerin, têkiliyên wan ên gravîtasyonê yên hevbeş dikarin di dema rastîn a van derbasbûnan de guherînan çêbikin. Bi pîvandina guherînan, ku wekî Guhertinên Demjimêra Veguhastinê (TTV) têne zanîn, zanyar dikarin girseyên gerstêrkeyên ku bi hev re têkilî datînin texmîn bikin. Ev rêbaz ji bo lêkolîna pergalên eksoplanetary ên bi gelek gerstêrk re pir bikêrhatî bûye.
Astrometric Methods
Astrometrî pîvandina rast a cih û tevgerên stêrkan di demê re digire nav xwe. Guhertinên di van tevgeran de dikarin hebûna gerstêrkan nîşan bidin. Dema ku stêrkek ji ber kişandina gravîtasyonê ya gerstêrkek li dora xwe dizivire hinekî tevdigere, cihê wê bi periyodîk diguhere. Bi şopandina van guhertinan, zanyar dikarin taybetmendiyên gerstêrkê, di nav de girseya wê, derxînin holê.
Astrometric Measurements of Stars
Ji bo eksoplanetan, stêrnas "lerzîna" stêrkekê ku ji ber kişandina gravîtasyonê ya gerstêrkek li dora xwe dizivire, dibînin. Ev lerzîn dibe sedema guhertinên piçûk di pozîsyona stêrkê de. Bi analîzkirina van guhertinên pozîsyonê, giraniya gerstêrka li dora xwe dikare were texmîn kirin. Astrometrî hewceyê rastbûnek pir zêde ye, ku pir caran bi rêya çavdêrgehên fezayê yên wekî mîsyona Gaia tê bidestxistin, ku pozîsyonên stêrkan bi rastbûnek bêhempa nexş dike.
Gravitational Lensing
Lenzkirina gravîtasyonê, ku encamek ji Teoriya Rêzîtîvîteya Giştî ya Einstein e, rêbazek din a nerasterast peyda dike ji bo texmînkirina girseya gerstêrkekê. Dema ku ronahiya ji stêrkek dûr ji nêzîkî tiştekî mezin wekî gerstêrkekê derbas dibe, zeviya gravîtasyonê ya gerstêrkê dikare ronahiyê bitewîne, wêneya stêrkê mezin bike û xirab bike.
Microlensing Events
Di mîkrolenskirina gravîtasyonê de, gerstêrkek ku di navbera me û stêrkek dûr de derbas dibe wekî lens tevdigere, û ji bo demek kurt ronahiya stêrkê ronî dike û tahrîf dike. Taybetmendiyên vê bûyera ronîkirinê bi giraniya gerstêrka lensker û dûrbûna wê ji hem stêrk û hem jî çavdêr ve girêdayî ne.
Bi lêkolîna bûyerên mîkrolenskirinê yên weha, zanyar dikarin giraniya gerstêrka lenskirinê texmîn bikin. Ev teknîk bi taybetî ji bo tespîtkirin û giraniya gerstêrkên ku bi rêbazên leza rasterast an radyal dijwar in ku werin dîtin kêrhatî ye.
Combining Methods for Greater Precision
Gelek caran, tevlîheviyek ji rêbazên jorîn tê bikar anîn da ku girseya gerstêrkek bi rastbûnek bilindtir were pîvandin. Bo nimûne, daneyên leza radyal ên bi çavdêriyên transîtê re dikarin hem girseya gerstêrkê û hem jî nîvkada wê peyda bikin, ku dibe sedema texmînên dendika wê û, di encamê de, pêkhateya wê ya potansiyel.
Di sîstema me ya rojê de, girseya gerstêrkan bi rastbûnek bilind bi karanîna gelek teknîkan hatiye destnîşankirin. Bo nimûne, girseya Jupiter û Saturnê bi sedsalan e ji ber bandorên wan ên gravîtasyonê li ser heyv û gerstêrkên nêzîk têne zanîn. Mîsyonên nûjen ên wekî Juno (ku li dora Jupiterê dizivire) û Cassini (ku li dora Saturnê dizivire) van pîvanan baştir kirine.
Ji bo eksoplanetan, tevlîheviya leza radyal û rêbazên transîtê herî berhemdar bûye, û girseyên rast ji bo bi sedan planetan derxistiye holê.
Conclusion
Pîvandina giraniya gerstêrkekê têgihîştin û sepandina prensîbên bingehîn ên gravîtasyon û dînamîkên orbîtê vedihewîne. Ji analîzkirina orbîtên heyvan bigire heya çavdêriya lerizînên stêrkan, guherînên dema derbasbûnê, û bûyerên lenzkirina gravîtasyonê, zanyaran rêzek teknîk pêşxistine da ku gerstêrkên di nav pergala meya rojê de û li derveyî wê bipîvin. Her rêbazek têgihiştinên bêhempa pêşkêş dike û, dema ku bi hev re têne bikar anîn, ew wêneyek berfireh a giraniyên gerstêrkan peyda dikin. Her ku teknolojiyên çavdêriyê pêşve diçin, şiyana me ya pîvandina giraniyên gerstêrkan dê tenê rasttir bibe, û têgihîştinek kûrtir a cîhanên cihêreng ên ku gerdûna me dagir dikin veke.
