测量其天然卫星绕其运行的速度(v)与卫星距离中央天体中心的距离(R) (通过天文望远镜观测可得) (设卫星质量m,中央天体质量M,中央天体体积V)
根据万有引力公式与向心力公式:F=GMm/R²=mv²/R
(G为引力常量,目前公认的结果是卡文迪许测定的G值为6.754×10-11N·m2/kg2,通常取G=6.67×10-11N·m2/kg2。需要注意的是,这个引力常量是有单位的:它的单位应该是N·m2/kg2。)
化简:M=v²R/G
又因为 V=4πR³/3
所以中央天体密度ρ=M/V=(v²R/G)/(4πR³/3)=3v²/4πR²G
主要是依赖光学测量与物理计算得出结论的。