Насколько точно мы знаем базовую линию космического корабля Gaia? [Вопрос, связанный с Планетой 9 и лестницей космических расстояний]

Миссия Gaia Европейского космического агентства выполняет выдающуюся работу, измеряя параллаксы почти 2 миллиардов звезд, многие из которых находятся в тысячах световых лет от Солнца. Для этого удивительного архива необходимы две основные вещи: 1) точность менее миллисекунды угловой секунды при измерении углов относительно далеких квазаров (которые он использует в качестве системы отсчета) и 2) точное измерение базовой линии параллакса (которая не точно 2 а.е., поскольку Гайя находится в L2, а расстояние до барицентра Солнечной системы не всегда одинаково).

Мой вопрос касается второго из этих измерений. Насколько точно в настоящее время известно расстояние между Гайей и барицентром Солнечной системы?

В недавней статье говорится (если я правильно понял), что положение планет относительно барицентра Солнечной системы известно с точностью порядка 100 м . Я предполагаю, что это было заархивировано с большим количеством наблюдений, полученных от радиолокационных эхо-сигналов, отражающихся от планет, и радиоканалов от планетарных зондов (поправьте меня, если я ошибаюсь, я хотел бы знать об этом больше).

В другой газете я прочитал, что:

Расположение барицентра относительно Солнца, Луны и планет зависит от набора моделируемых тел. В частности, включение транснептуновых объектов, таких как Седна и Эрида, в эфемериды Института прикладной астрономии вызывает разницу в расположении барицентра по отношению к Солнцу примерно на 100 км.

Это заставило меня задаться вопросом, не изменит ли добавление больших неизвестных тел Солнечной системы, таких как гипотетическая планета 9, базовую линию параллакса Геи, чтобы сделать расстояния до звезд очень неправильными (это, в свою очередь, сделало бы оценку расстояния цефеид более ненадежной). и это, в свою очередь, галактические расстояния до всей лестницы космических расстояний, что, возможно, влияет на значение постоянной Хаббла в конце). Я смешиваю вещи (модели и фактические данные, прямые и косвенные измерения)? Наши измерения расстояний внутри Солнечной системы достаточно точны, чтобы избежать любой из этих проблем?

Ответы (1)

Эта страница документации как бы отвечает на вопрос.

Важной частью обработки данных Gaia являются эфемериды Gaia, позволяющие вычислить положение и скорость Gaia в BCRS для любого момента времени, охватываемого наблюдениями. Очевидно, что точность эфемерид Gaia имеет решающее значение для проекта. Требуемая точность скорости Gaia определяется аберрацией света: 1 мксек в направлении соответствует примерно 1 мм с-1 по скорости. Требования к точности положения Gaia исходят из паралактического эффекта для околоземных объектов (NEO) и были приняты равными 150 м. Последнее требование важно только для выпусков данных, которые включают данные солнечной системы.

Так положение известно до 150м и скорость до нескольких миллиметров в секунду. Это, вероятно, относительно Земли, но орбита Земли известна с сопоставимой точностью. На самом деле для наблюдения параллакса звезд достаточно гораздо менее точного определения положения. Наибольший такой параллакс составляет около 1 угловой секунды, а наблюдения Gaia за положением звезд имеют точность до нескольких микросекунд дуги, поэтому ошибки составляют по крайней мере несколько частей на миллион. С другой стороны, погрешность, скажем, в 1 км диаметра орбиты составляет несколько частей на миллиард. Данные о точном местоположении нужны только для наблюдения за объектами в Солнечной системе.

Хорошо, но что, если орбита Земли вокруг барицентра Солнечной системы не известна с такой точностью. В OP я упомянул, как добавление нескольких транснептуновых объектов изменяет барицентр на целых 100 км. Покажет ли открытие Планеты 9, что базовая линия Гайи не была достаточно точной, чтобы создать хороший параллакс на звездах?
Очень далекая планета только создала бы неопределенность во временной шкале, соответствующей ее орбите (столетия или тысячелетия). Расстояние между положениями Гайи в течение года или двух почти не изменилось бы.