Как определялась масса Венеры?
Масса Венеры мне кажется довольно сложной для определения:
- У Венеры нет спутников, поэтому вы не можете просто применить третий закон Кеплера (как, например, с Юпитером или Сатурном), чтобы определить ее массу.
- Гравитационное притяжение Венеры к Солнцу очень мало по сравнению с гравитационным притяжением другого Юпитера или Сатурна, поэтому кажется, что было бы сложно определить, какая часть собственного движения Солнца вызвана Венерой.
- Есть несколько астероидов с орбитами, близкими к орбитам Венеры, поэтому не так много объектов, траектория которых могла быть изменена Венерой.
Зная радиус Венеры и предполагая, что она имеет ту же плотность, что и Земля, вы можете получить довольно точную оценку ее массы (85% массы Земли с этим предположением, когда фактическое значение составляет 82%). Но это довольно сильное предположение (плотности Земли и Венеры оказываются близкими только случайно) и довольно неудовлетворительное «предположение».
В настоящее время около Венеры пролетело несколько зондов, поэтому, глядя на их траекторию, вы можете сделать вывод, как выглядит гравитационное поле Венеры. Но эти пролеты произошли совсем недавно. Знали ли мы о массе Венеры до этих пролетов?
Как впервые была измерена масса Венеры?
Ответы
Как впервые была измерена масса Венеры?
В середине 19 - го века, Леверье предсказал о существовании тогда неизвестной планеты за орбитой Урана. Он даже предсказал орбиту этой планеты. Открытие Нептуна на основе его предсказаний было, пожалуй, его величайшим достижением.
Затем Леверье приступил к исследованию Меркьюри. Он использовал наблюдения Меркурия, Венеры, Солнца (в качестве замены Земли) и Марса и вычислил, что Меркурий должен прецессировать на 532 угловых секунды за столетие на основе ньютоновской механики. Попутно он должен был (и сделал) оценку массы Венеры. Здесь была проблема; наблюдаемая прецессия орбиты Меркурия составляет 575 угловых секунд за столетие, что на 43 угловых секунды за столетие больше его расчетного значения. Это привело Леверье к предположению, что существует планета даже ближе к Солнцу, чем Меркурий.
Несмотря на то, что несуществующую планету с условным названием Вулкан не удалось обнаружить, оценка Леверье массы Венеры была довольно близка к правильному значению с точностью до пары процентов. Как только Эйнштейн обнаружил причину этого расхождения в 43 угловых секунды в столетие, масса Венеры была определена с еще большей точностью. Конечно, после того, как зонды были отправлены на орбиту вокруг Венеры, ее масса была определена еще с большей точностью.
Ссылка:
Leverrier, M. «О массах планет и параллаксе Солнца». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества 32 (1872 г.): 322.
Масса Венеры была определена путем взвешивания Земли или, точнее, путем определения отношения плотности Земли к плотности Шихаллиона и предположения, что Шихаллион представляет собой типичную породу весом 2500 кг на кубический метр.
До этого Жером Лаланд определил относительные массы основных тел Солнечной системы как побочный продукт улучшения планетных таблиц. Взаимное притяжение планет невелико, но к середине 1700-х годов астрономические измерения были достаточно хороши, чтобы выявить ошибки, вызванные их игнорированием. В случае Венеры наибольшее влияние оказывает на Меркурий, Землю и Луну.