天文家用三種宇宙秤給行星稱重！星球的質(zhì)量竟是這樣算出來的

平時稱體重，咱們踩個秤就行。給天上的行星稱重？別說找秤，連湊到跟前都難如登天。向物理定律和宇宙里的天然工具求助，成了天文學(xué)家沒別的轍時的選擇，他們琢磨出了好幾套精妙的法子，每一套都是對宇宙規(guī)律的巧妙利用。

衛(wèi)星軌道法，是最老牌的測算招兒。能把衛(wèi)星牢牢拽在周圍繞圈的行星自身的引力，質(zhì)量越大的行星，引力越強，衛(wèi)星的運動軌跡就越有規(guī)律。兩個關(guān)鍵數(shù)據(jù)，天文學(xué)家測出來就行：一是衛(wèi)星繞行星轉(zhuǎn)一圈的時間，也就是公轉(zhuǎn)周期，二是這個圈子的大小，也就是軌道半徑。把這兩組數(shù)據(jù)套進特定公式里，要測的行星質(zhì)量就能算出來。靠觀測月球運動算出來的，最早是地球的質(zhì)量，木星的體重，靠身邊那幾顆大衛(wèi)星摸清了。這個法子的優(yōu)點在于原理直白，一看就懂，唯一的小遺憾是，得目標行星有能清晰觀測到的衛(wèi)星才行，沒衛(wèi)星的話，它就派不上用場了。
沒有衛(wèi)星的行星該怎么算？這個空缺，靠探測器掠飛法補上。探測器，由天文學(xué)家發(fā)射，讓它從行星旁邊近距離擦過。這時候，探測器的軌道被行星的引力悄悄拉偏，就像走路時被旁邊的東西輕輕拽了一下。行星的質(zhì)量，通過精確分析這個偏拽的程度反推出來。這種方式測出來的數(shù)據(jù)準，還能順便摸清行星引力場的分布，知道哪里引力強哪里弱。缺點也很實在，發(fā)射探測器費錢還挑技術(shù)，不是隨便哪個行星都能這么測，得準備好幾年，甚至十幾年。

更聰明的招兒，叫脈沖星計時法。脈沖星，是宇宙里的一種特殊星體，會規(guī)律地向外發(fā)信號，準得像個宇宙級的時鐘。這些信號，天文學(xué)家在追蹤時發(fā)現(xiàn)，地球?qū)мD(zhuǎn)會讓信號到達時間有點偏差，行星質(zhì)量算得準，這個偏差就能修正。行星質(zhì)量算錯了，偏差就修正不了，從這個沒修正好的周期性偏差里，能倒推出行星的準確質(zhì)量。這種方法妙在不用往天上發(fā)東西，在地面就能測，而且它測出來的是行星加上所有衛(wèi)星、光環(huán)的總質(zhì)量，這是前兩種方式做不到的。現(xiàn)在它的絕對精度比不上最先進的探測器，但多了個獨立驗證的辦法，能讓結(jié)果更靠譜。
這三種測算方式各有各的本事：衛(wèi)星軌道法最直觀，探測器掠飛法最精準，脈沖星計時法最省事兒還能測總質(zhì)量。天文學(xué)家從來不會只靠一種法子，常常幾種一起用，彼此對照著來，行星質(zhì)量算準了，才能判斷它是巖石行星還是氣態(tài)行星，甚至能推測它有沒有可能存在生命，一顆行星的體重里，它起源和構(gòu)成的太多秘密，都在里面。

這三種給行星稱重的招兒里，最讓你覺得神奇的是哪個？未來發(fā)現(xiàn)了太陽系外的新行星，你更期待用哪種方式去摸清它的體重？