COMO LA MASA DEL SOL ES REVELADA POR LA LUNA

¿Cómo determinan los astrónomos las masas de los objetos espaciales distantes? 

Imagen artística de la Luna-Tierra y el Sol

Es difícil imaginar cómo sería nuestra comprensión del Sistema Solar sin la Luna compañera de la Tierra. Después de todo, la órbita de la Luna proporciona una línea de base y una especie de criterio que de otro modo no estaría disponible para resolver acertijos cósmicos.

Por ejemplo, la luna permite a los astrónomos descubrir la masa de nuestro Sol.

La órbita de la luna permite a los astrónomos calcular la masa del sol. Imagen a través de PhysicalGeography.net .

Así es como se puede usar nuestro satélite, más cualquiera de los planetas del Sistema Solar que elijamos (incluida la Tierra), para determinar la masa del Sol en relación a la masa terrestre. 

Por ejemplo, tomemos el planeta Mercurio en este ejemplo, aunque cualquier otro planeta del Sistema Solar también permitiría  hacer el truco.

Para la tarea que nos ocupa, necesitamos saber el semieje mayor de la Luna, distancia media de la Tierra, y el período orbital de la Luna alrededor de la Tierra. 

Además, necesitamos saber el semieje mayor de Mercurio, su distancia media del Sol, y el período orbital de Mercurio alrededor del Sol. 

Esta información está disponible en varios lugares, por ejemplo, esta hoja de datos planetarios de la NASA.

Eje semi-mayor de la Luna: 235,855 millas (384,400 km)

Período orbital de la luna: 27.322 días terrestre

Eje semi-mayor de Mercurio: 36,000,000 millas (57,910,000 km)

Período orbital de Mercurio: 88 días terrestres

A continuación, convertimos el semieje mayor de nuestro planeta elegido y su período orbital en figuras lunares:

Eje semi-mayor de Mercurio = 36,000,000 / 238,855 = 150.719 lunar

Período orbital de Mercurio = 88 / 27.322 = 3.221 lunar

Ahora ... conectar estos números a la siguiente ecuación para calcular la masa del Sol, donde a = el semieje mayor de Mercurio = 150.719 lunar, y p = el período orbital de Mercurio = 3.221 lunar:

Masa del Sol = a ³ / p ²

Masa del Sol = axaxa / pxp

Masa del Sol = 150.719 x 150.719 x 150.719 / 3.221 x 3.221

Masa del Sol = 3.423.770 / 10.375 = 330.002 masas terrestres

Técnicamente hablando, la respuesta de 330,002 masas terrestres, se refiere al Sistema Tierra-Luna, no a la Tierra misma. Sin embargo, dado que la Tierra constituye casi el 99% de la masa del sistema Tierra-Luna, podemos estar seguros de que nuestra respuesta es razonablemente cercana a la correcta.

Los planetas giran alrededor del Sol en elipses alargadas , no círculos perfectos, con el Sol residiendo en uno de los dos focos de la elipse . El eje semi mayor (a) es el radio más largo de una elipse. Sin embargo, las órbitas de los planetas alrededor del Sol y la Luna alrededor de la Tierra no son tan alargadas como la elipse en la ilustración. Las órbitas planetarias parecen casi circulares.

Siempre podemos verificar la respuesta al computar la masa del Sol con la Luna y otro planeta. Simplemente hay que ir a la hoja de datos planetarios para obtener el semieje mayor y el período orbital de ese planeta.

Recordemos convertir el semieje mayor (a) y el período orbital (p) de ese planeta en figuras lunares, y luego inserte esos números en la ecuación: masa del Sol = a ³ / p ²

En pocas palabras: ¿cómo los astrónomos descifran las masas de estrellas y planetas distantes? Aquí hay un ejemplo, usando la órbita de la luna como línea de base para encontrar la masa de nuestro sol.

Así lo explica Bruce McClure de EarthSky usando la órbita de la Luna como línea base para encontrar la masa de nuestra estrella, el Sol.

Fuente: EarthSky - 09.abril.2018

Bruce McClure en Astronomy Essentials

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Traducción libre de Soca