科学家确定土星的位置

时间：2021-06-17 12:52:20 来源：

研究人员已经确定土星系统质心的位置在几英里（或几千米）之内，比以前的知识提高了50倍。单击图像查看完整图像。

天文学家利用庞大的射电望远镜天线和NASA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进行了最准确的确定。

科学家已经将NASA的卡西尼号飞船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，以将土星及其卫星家族的位置精确定位在约2英里（4公里）内。该测量比地面光学望远镜提供的测量精度高约50倍。这一壮举提高了天文学家对土星轨道的了解，并有益于航天器导航和基础物理学研究。

研究人员团队使用VLBA（从夏威夷到维尔京群岛分布的大量无线电望远镜天线）通过接收来自航天器无线电发射器的信号来确定卡西尼号在过去十年中绕土星运行时的位置。他们将这些数据与来自美国宇航局深空网络的卡西尼号轨道信息结合在一起。结合起来的观测结果使科学家能够最准确地确定土星及其众多卫星的质心或重心的位置。

该研究小组的研究人员来自加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室以及新墨西哥州索科罗的国家射电天文台（NRAO）。科学家们今天在西雅图的美国天文学会的会议上介绍他们的工作结果。

有两个因素使新的测量成为可能：卡西尼号（Cassini）在土星系统中的长期存在以及VLBA能够分辨出极其精细的细节的能力。结果是大大改善了土星系统中物体的预测位置表（称为星历表）。星历表是天文学的基本工具之一。

主持这项研究的日本宇航局的戴顿·琼斯说：“这项工作是将我们对太阳系外行星和内行星轨道的理解联系在一起的重要一步。”

改善的位置信息将有助于增强行星际航天器的精确导航，并有助于完善对太阳系物体质量的测量。它还将改善对土星或其环何时将在背景恒星前通过的预测，这一事件为天文学家提供了多种研究机会。

VLBA对卡西尼号位置的测量甚至帮助科学家通过观察主动进给黑洞或类星体的表观位置的微小变化来寻求对阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论进行越来越严格的检验，因为土星似乎在前面通过他们在天空上。

卡西尼号的导航小组负责绘制围绕土星的飞行路线，并开始使用2013年正在进行的研究提供的新位置信息。新的星历表使他们能够为航天器设计更好的操纵方式，从而节省了推进剂的任务。以前，导航员使用跟踪卡西尼号与地球通信期间的无线电信号收集的数据，对土星及其卫星的位置进行了自己的估算。VLBA数据增强了新计算的准确性，大约提高了20倍。

琼斯及其同事计划在2017年底卡西尼号任务结束之前，继续与卡西尼号和VLBA进行联合观测。该小组计划使用类似的技术观察美国宇航局朱诺号航天器在2016年中期到达木星时的运动。他们希望也能改善该巨型行星的轨道知识。

JPL是位于帕萨迪纳市的加州理工学院的统称，负责管理卡西尼号和朱诺号任务以及NASA的深空网络。国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）共同合作经营。

出版物：接受发表在《天文杂志》上

研究报告的PDF副本：卡西尼号与VLBA的占星术以改善土星星历

图像：NASA / JPL /空间科学研究所

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