Autour de quoi le soleil tourne. La vitesse de déplacement du soleil et de la galaxie dans l'univers. Caractéristiques de la Voie lactée
N'importe qui, même allongé sur un canapé ou assis près d'un ordinateur, est constamment en mouvement. Ce mouvement continu dans l'espace a une variété de directions et des vitesses énormes. Tout d'abord, la Terre se déplace autour de son axe. De plus, la planète tourne autour du soleil. Mais ce n'est pas tout. Nous parcourons des distances bien plus impressionnantes avec le système solaire.
Le Soleil est l'une des étoiles situées dans le plan de la Voie lactée, ou simplement de la Galaxie. Il est distant de 8 kpc du centre et de 25 pc du plan galactique. La densité stellaire dans notre région de la Galaxie est d'environ 0,12 étoile par pc3. Position Système solaire n'est pas permanent : il est en mouvement constant par rapport aux étoiles proches, au gaz interstellaire, et enfin autour du centre de la Voie lactée. Pour la première fois, le mouvement du système solaire dans la galaxie a été remarqué par William Herschel.
Se déplacer par rapport aux étoiles proches
La vitesse de déplacement du Soleil à la frontière des constellations d'Hercule et de la Lyre est de 4 a.s. par an, soit 20 km/s. Le vecteur vitesse est dirigé vers le soi-disant sommet - le point vers lequel le mouvement des autres étoiles proches est également dirigé. Directions des vitesses des étoiles, incl. Les soleils se coupent au point opposé à l'apex, appelé antiapex.
Se déplacer par rapport aux étoiles visibles
Séparément, le mouvement du Soleil par rapport aux étoiles brillantes, qui peuvent être vues sans télescope, est mesuré. C'est une indication du mouvement standard du Soleil. La vitesse d'un tel mouvement est de 3 UA. par an ou 15 km/s.
Se déplacer par rapport à l'espace interstellaire
Par rapport à l'espace interstellaire, le système solaire se déplace déjà plus rapidement, la vitesse est de 22-25 km / s. Dans ce cas, sous l'influence du « vent interstellaire » qui « souffle » de la région sud de la Galaxie, le sommet est déplacé vers la constellation d'Ophiuchus. Le décalage est estimé à environ 50.
Se déplacer au centre de la Voie lactée
Le système solaire est en mouvement par rapport au centre de notre Galaxie. Il se dirige vers la constellation du Cygne. La vitesse est d'environ 40 UA. par an, soit 200 km/s. Un chiffre d'affaires complet prend 220 millions d'années. Il est impossible de déterminer la vitesse exacte, car le sommet (le centre de la Galaxie) nous est caché derrière des nuages denses de poussière interstellaire. L'apex se décale de 1,5° tous les millions d'années, et fait un cercle complet en 250 millions d'années, soit 1" année galactique.
Voyagez au bord de la Voie Lactée
Le mouvement de la Galaxie dans l'espace
Notre Galaxie ne reste pas immobile non plus, mais s'approche de la Galaxie d'Andromède à une vitesse de 100-150 km/s. Un groupe de galaxies, dont fait partie la Voie lactée, se dirige vers le grand amas de la Vierge à une vitesse de 400 km/s. C'est difficile à imaginer, et encore plus difficile à calculer jusqu'où nous nous déplaçons chaque seconde. Ces distances sont énormes et les erreurs dans de tels calculs sont encore assez importantes.
Vous êtes assis, debout ou allongé en lisant cet article, et vous n'avez pas l'impression que la Terre tourne sur son axe à une vitesse vertigineuse - environ 1700 km/h à l'équateur. Cependant, la vitesse de rotation ne semble pas si rapide lorsqu'elle est convertie en km/s. Le résultat est de 0,5 km / s - un flash à peine perceptible sur le radar, par rapport aux autres vitesses qui nous entourent.
Tout comme les autres planètes du système solaire, la terre tourne autour du soleil. Et pour rester sur son orbite, il se déplace à une vitesse de 30 km/s. Vénus et Mercure, qui sont plus proches du Soleil, se déplacent plus vite, Mars, dont l'orbite dépasse celle de la Terre, se déplace beaucoup plus lentement qu'elle.
Mais même le Soleil ne se tient pas au même endroit. Notre galaxie de la Voie Lactée est immense, massive et aussi mobile ! Toutes les étoiles, planètes, nuages de gaz, particules de poussière, trous noirs, matière noire - tous se déplacent par rapport au centre de masse commun.
Selon les scientifiques, le Soleil est situé à une distance de 25 000 années-lumière du centre de notre galaxie et se déplace sur une orbite elliptique, effectuant une révolution complète tous les 220 à 250 millions d'années. Il s'avère que la vitesse du Soleil est d'environ 200-220 km / s, ce qui est des centaines de fois plus élevé que la vitesse du mouvement de la Terre autour de l'axe et des dizaines de fois plus élevé que la vitesse de son mouvement autour du Soleil. Voici à quoi ressemble le mouvement de notre système solaire.
La galaxie est-elle stationnaire ? Encore une fois, non. Les objets spatiaux géants ont une masse importante et créent donc de fortes champs gravitationnels... Donnez du temps à l'Univers (et nous l'avons eu - environ 13,8 milliards d'années), et tout commencera à se déplacer dans la direction de la plus grande attraction. C'est pourquoi l'Univers n'est pas homogène, mais se compose de galaxies et de groupes de galaxies.
Qu'est-ce que cela signifie pour nous?
Cela signifie que la Voie lactée est attirée vers elle par d'autres galaxies et groupes de galaxies à proximité. Cela signifie que les objets massifs dominent ce processus. Et cela signifie que non seulement notre galaxie, mais tous ceux qui nous entourent sont influencés par ces "tracteurs". Nous nous rapprochons de la compréhension de ce qui nous arrive dans l'espace, mais nous manquons encore de faits, par exemple :
- quelles étaient les conditions initiales dans lesquelles l'univers est né ;
- comment les diverses masses de la galaxie se déplacent et changent au fil du temps ;
- comment la Voie lactée et les galaxies et amas environnants se sont formés ;
- et comment cela se passe maintenant.
Cependant, il existe une astuce pour nous aider à le comprendre.
L'Univers est rempli d'un rayonnement relique d'une température de 2,725 K, qui a été préservé depuis l'époque du Big Bang. À certains endroits, il y a de minuscules écarts - environ 100 K, mais la température de fond globale est constante.
C'est parce que l'univers s'est formé lors du Big Bang il y a 13,8 milliards d'années et continue de s'étendre et de se refroidir.
380 000 ans après le Big Bang, l'univers s'est refroidi à une température telle que la formation d'atomes d'hydrogène est devenue possible. Avant cela, les photons interagissaient constamment avec le reste des particules du plasma : ils les heurtaient et échangeaient de l'énergie. Au fur et à mesure que l'Univers se refroidit, il y a moins de particules chargées et l'espace entre elles est plus grand. Les photons pouvaient se déplacer librement dans l'espace. Le rayonnement relique sont les photons qui ont été émis par le plasma vers l'emplacement futur de la Terre, mais ont échappé à la diffusion, puisque la recombinaison a déjà commencé. Ils atteignent la Terre à travers l'espace de l'univers, qui continue de s'étendre.
Vous pouvez vous-même « voir » ce rayonnement. L'interférence qui se produit sur une chaîne de télévision vierge lors de l'utilisation d'une simple antenne comme des oreilles de lièvre est de 1% due au rayonnement relique.
Et pourtant, la température du fond relique n'est pas la même dans toutes les directions. D'après les résultats des études de la mission Planck, la température est légèrement différente dans les hémisphères opposés de la sphère céleste : elle est légèrement plus élevée dans les régions du ciel au sud de l'écliptique - environ 2,728 K, et plus basse dans l'autre moitié - environ 2,722 K.
Une carte du fond micro-onde prise avec le télescope Planck. Cette différence est presque 100 fois plus importante que le reste des fluctuations observées de la température du CMB, ce qui est trompeur. Pourquoi ça arrive ? La réponse est évidente - cette différence n'est pas due aux fluctuations du rayonnement relique, elle apparaît parce qu'il y a du mouvement !
Lorsque vous vous approchez d'une source lumineuse ou qu'elle s'approche de vous, les raies spectrales du spectre de la source sont décalées vers des longueurs d'onde plus courtes (décalage violet), lorsque vous vous en éloignez ou elle de vous, les raies spectrales sont décalées vers des longueurs d'onde plus longues (décalage vers le rouge).
Le rayonnement relique ne peut pas être plus ou moins énergétique, ce qui signifie que nous nous déplaçons dans l'espace. L'effet Doppler permet de déterminer que notre système solaire se déplace par rapport au rayonnement relique à une vitesse de 368 ± 2 km / s, et le groupe local de galaxies, y compris la Voie lactée, la galaxie d'Andromède et la galaxie du Triangle, se déplace à une vitesse de 627 ± 22 km/s par rapport au rayonnement relique. Ce sont les vitesses dites particulières des galaxies, qui s'élèvent à plusieurs centaines de km/s. A elles s'ajoutent des vitesses cosmologiques dues à l'expansion de l'Univers et calculées selon la loi de Hubble.
Grâce au rayonnement résiduel du Big Bang, nous pouvons observer que tout dans l'Univers bouge et change constamment. Et notre galaxie n'est qu'une partie de ce processus.
Nous savons tous que la Terre tourne autour du Soleil. Sur cette base, une question logique se pose : le soleil lui-même tourne-t-il ? Et si oui, qu'est-ce qu'il y a autour ? Les astronomes n'ont reçu la réponse à cette question qu'au XXe siècle.
Notre étoile bouge vraiment, et si la Terre a deux cercles de rotation (autour du Soleil et autour de son axe), alors le Soleil en a trois. De plus, l'ensemble du système solaire, ainsi que les planètes et autres corps cosmiques, s'éloigne progressivement du centre de la galaxie, se déplaçant de plusieurs millions de kilomètres à chaque révolution.
Quel est le soleil autour?
Sur quoi tourne le soleil ? On sait que se trouve notre étoile dont le diamètre est d'environ 30 000 parsecs. , égal à 3,26 années-lumière.
Dans la partie centrale de la Voie lactée, il y a un centre galactique relativement petit avec un rayon d'environ 1000 parsecs. La formation d'étoiles s'y déroule toujours et le noyau est localisé, grâce auquel notre système stellaire est jadis né.
La distance du Soleil au centre galactique est de 26 000 années-lumière, c'est-à-dire qu'il est situé plus près des bords de la galaxie. Avec le reste des étoiles de la Voie lactée, le Soleil tourne autour de ce centre. La vitesse moyenne de son déplacement varie de 220 à 240 km par seconde.
Une révolution autour de la partie centrale de la galaxie prend en moyenne 200 millions d'années. Au cours de toute la période de son existence, notre planète, avec le Soleil, n'a fait le tour du noyau galactique qu'environ 30 fois.
Pourquoi le soleil tourne-t-il autour de la galaxie ?
Comme pour la rotation de la Terre, la raison exacte du mouvement du Soleil n'a pas été établie. Selon une version, il y a de la matière noire (trou noir supermassif) dans le centre galactique, qui affecte à la fois la rotation des étoiles et leur vitesse. Autour de ce trou se trouve un autre trou de moindre masse.
Ensemble, les deux matières exercent un effet gravitationnel sur les étoiles de la galaxie et les forcent à se déplacer le long de trajectoires différentes. D'autres scientifiques sont d'avis que le mouvement est dû aux forces gravitationnelles émanant du noyau de la Voie lactée.
Comme tout objet, le Soleil se déplace par inertie le long d'une trajectoire rectiligne, mais la gravité du centre galactique l'attire à lui-même et l'oblige ainsi à tourner en cercle.
Le soleil tourne-t-il sur son axe ?
La rotation du Soleil autour de son axe est le deuxième cercle de son mouvement. Puisqu'il est constitué de gaz, son mouvement s'effectue de manière différenciée. 
En d'autres termes, l'étoile tourne plus vite à son équateur et plus lentement à ses pôles. Suivre la rotation du Soleil autour de son axe est assez difficile, les scientifiques doivent donc naviguer par taches solaires.
En moyenne, un point près de l'équateur solaire tourne autour de l'axe du soleil et revient à sa position d'origine en 24,47 jours. Les régions aux pôles se déplacent autour de l'axe solaire en 38 jours.
Pour calculer une valeur spécifique, les scientifiques ont décidé de se concentrer sur la position 26 ° de l'équateur, car approximativement à cet endroit il y a le plus grand nombre taches solaires. En conséquence, les astronomes sont parvenus à un chiffre unique, selon lequel la vitesse de rotation du Soleil autour de son propre axe est de 25,38 jours.
Qu'est-ce que la rotation autour d'un centre équilibré ?
Comme mentionné ci-dessus, contrairement à la Terre, le Soleil a trois plans de rotation. Le premier est autour du centre de la galaxie, le second est autour de son axe et le troisième est le soi-disant centre d'équilibre gravitationnel. Si expliquer en mots simples, puis toutes les planètes tournant autour du Soleil, bien qu'elles aient une masse beaucoup plus petite, mais l'attirent légèrement vers elles-mêmes.
À la suite de ces processus, le propre axe du soleil tourne également dans l'espace. Lors de la rotation, il décrit le rayon du centre d'équilibrage, à l'intérieur duquel il tourne. Dans ce cas, le Soleil lui-même décrit également son rayon. L'image générale de ce mouvement est assez claire pour les astronomes, mais sa composante pratique n'est pas entièrement comprise. 
En général, notre étoile est un système très complexe et à multiples facettes, par conséquent, à l'avenir, les scientifiques devront révéler beaucoup plus de ses secrets et mystères.
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Cet article examine la vitesse de déplacement du Soleil et de la Galaxie par rapport à différents systèmes compte à rebours:
La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport aux étoiles les plus proches, aux étoiles visibles et au centre de la Voie lactée ;
La vitesse de mouvement de la Galaxie par rapport au groupe local de galaxies, aux amas d'étoiles distants et au rayonnement relique.
Brève description de la Voie lactée.
Description de la Galaxie.
Avant de commencer à étudier la vitesse du Soleil et de la Galaxie dans l'Univers, apprenons à mieux connaître notre Galaxie.
Nous vivons, pour ainsi dire, dans une "ville des étoiles" géante. Au contraire, notre Soleil « vit » dedans. La population de cette "ville" est une variété d'étoiles, et plus de deux cents milliards d'entre elles "y vivent". Une myriade de soleils y naissent, ils connaissent leur jeunesse, leur âge moyen et leur vieillesse - ils passent une longue et difficile Le chemin de la vie durer des milliards d'années.
Les dimensions de cette "ville étoilée" - la Galaxie - sont énormes. Les distances entre étoiles voisines sont, en moyenne, de milliers de milliards de kilomètres (6 * 1013 km). Et il y a plus de 200 milliards de tels voisins.
Si nous nous précipitions d'un bout à l'autre de la Galaxie à la vitesse de la lumière (300 000 km/sec), cela prendrait environ 100 000 ans.
Tout notre système stellaire tourne lentement, comme une roue géante composée de milliards de soleils.
Orbite du soleil
Au centre de la Galaxie, apparemment, il y a un supermassif trou noir(Sagittaire A*) (environ 4,3 millions de masses solaires) autour duquel, vraisemblablement, tourne un trou noir avec une masse moyenne de 1000 à 10 000 masses solaires et une période orbitale d'environ 100 ans et plusieurs milliers relativement petites. Leur action gravitationnelle combinée sur les étoiles voisines fait suivre à ces dernières des trajectoires inhabituelles. Il y a des spéculations que la plupart des galaxies ont des trous noirs supermassifs dans leurs noyaux.
Les régions centrales de la Galaxie sont caractérisées par une forte concentration d'étoiles : dans chaque parsec cubique proche du centre, il y en a plusieurs milliers. Les distances entre les étoiles sont des dizaines et des centaines de fois inférieures à celles du voisinage du Soleil.
Le noyau galactique attire toutes les autres étoiles avec une grande force. Mais un grand nombre d'étoiles sont dispersées dans toute la "ville des étoiles". Et ils s'attirent également dans des directions différentes, ce qui a un effet complexe sur le mouvement de chaque étoile. Par conséquent, le Soleil et des milliards d'autres étoiles se déplacent généralement selon des trajectoires circulaires ou des ellipses autour du centre de la Galaxie. Mais ce n'est que "principalement" - si nous regardions de près, nous les verrions se déplacer le long de courbes plus complexes, serpentant parmi les étoiles environnantes.
Caractéristiques de la Voie Lactée :
Emplacement du Soleil dans la Galaxie.
Où est le Soleil dans la Galaxie et bouge-t-il (et avec lui la Terre et vous et moi) ? Ne sommes-nous pas dans le « centre-ville » ou du moins quelque part non loin de là ? Des études ont montré que le Soleil et le système solaire sont situés à une distance énorme du centre de la Galaxie, plus près de la "périphérie urbaine" (26 000 ± 1 400 années-lumière).
Le Soleil est situé dans le plan de notre Galaxie et se trouve à 8 kpc de son centre et à environ 25 pc (1 pc (parsec) = 3,2616 années-lumière) du plan galactique. Dans la région de la Galaxie où se trouve le Soleil, la densité stellaire est de 0,12 étoiles par pc3.
Modèle de notre Galaxie
La vitesse du Soleil dans la Galaxie.
La vitesse de déplacement du Soleil dans la Galaxie est généralement considérée par rapport à différents référentiels :
Par rapport aux étoiles proches.
Par rapport à toutes les étoiles brillantes visibles à l'œil nu.
Par rapport au gaz interstellaire.
Par rapport au centre de la Galaxie.
1. La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport aux étoiles les plus proches.
De même que la vitesse d'un avion volant est considérée par rapport à la Terre, sans tenir compte du vol de la Terre elle-même, de même la vitesse du Soleil peut être déterminée par rapport aux étoiles les plus proches de lui. Comme les étoiles du système Sirius, Alpha Centauri, etc.
Cette vitesse de déplacement du Soleil dans la Galaxie est relativement faible : seulement 20 km/sec soit 4 UA. (1 unité astronomique est égale à la distance moyenne de la Terre au Soleil - 149,6 millions de km.)
Le soleil par rapport aux étoiles les plus proches se déplace vers un point (apex) situé à la frontière des constellations d'Hercule et de la Lyre, à environ un angle de 25° par rapport au plan de la Galaxie. Coordonnées équatoriales du sommet = 270°, = 30°.
2. La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport aux étoiles visibles.
Si l'on considère le mouvement du Soleil dans la Voie lactée par rapport à toutes les étoiles visibles sans télescope, alors sa vitesse est encore moindre.
La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport aux étoiles visibles est de 15 km/sec soit 3 UA.
Le sommet du mouvement du Soleil dans ce cas se situe également dans la constellation d'Hercule et a les coordonnées équatoriales suivantes : = 265°, = 21°.
La vitesse du soleil par rapport aux étoiles proches et au gaz interstellaire
3. La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport au gaz interstellaire.
Le prochain objet de la Galaxie, par rapport auquel nous considérerons la vitesse du mouvement du Soleil, est le gaz interstellaire.
Les étendues universelles sont loin d'être aussi désertes qu'on l'a longtemps pensé. Bien qu'en petites quantités, mais partout il y a du gaz interstellaire, remplissant tous les coins de l'univers. Le gaz interstellaire, avec le vide apparent de l'espace non rempli de l'Univers, représente près de 99% de la masse totale de tous les objets spatiaux. Formes denses et froides de gaz interstellaire contenant de l'hydrogène, de l'hélium et des volumes minimes éléments lourds(fer, aluminium, nickel, titane, calcium) sont à l'état moléculaire, se rejoignant dans de vastes champs de nuages. Habituellement, dans la composition du gaz interstellaire, les éléments sont répartis comme suit: hydrogène - 89 %, hélium - 9 %, carbone, oxygène, azote - environ 0,2-0,3 %.
Nuage de gaz-poussière IRAS 20324 + 4057 de gaz interstellaire et de poussière de 1 année-lumière, semblable à un têtard, dans lequel se cache une étoile en croissance
Les nuages de gaz interstellaire peuvent non seulement tourner de manière ordonnée autour des centres galactiques, mais aussi avoir une accélération instable. Au cours de plusieurs dizaines de millions d'années, ils se rattrapent et entrent en collision, formant des complexes de poussières et de gaz.
Dans notre Galaxie, l'essentiel du gaz interstellaire est concentré dans des bras spiraux, dont l'un des couloirs est situé à côté du système solaire.
La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport au gaz interstellaire : 22-25 km/sec.
Le gaz interstellaire au voisinage immédiat du Soleil a une vitesse propre significative (20-25 km/s) par rapport aux étoiles les plus proches. Sous son influence, le sommet du mouvement du Soleil se déplace vers la constellation d'Ophiuchus (= 258°, = -17°). La différence dans le sens de la marche est d'environ 45°.
4. La vitesse de déplacement du Soleil dans la Galaxie par rapport au centre de la Galaxie.
Dans les trois points discutés ci-dessus, nous parlons de la soi-disant vitesse relative particulière du mouvement du Soleil. En d'autres termes, la vitesse particulière est la vitesse relative au système de référence cosmique.
Mais le Soleil, les étoiles les plus proches de lui, le nuage interstellaire local participent tous ensemble à un mouvement à plus grande échelle - un mouvement autour du centre de la Galaxie.
Et voici le discours va déjà sur des vitesses complètement différentes.
La vitesse du mouvement du Soleil autour du centre de la Galaxie est énorme par rapport aux normes terrestres - 200-220 km / sec (environ 850 000 km / h) ou plus de 40 UA. / année.
Il est impossible de déterminer la vitesse exacte du Soleil autour du centre de la Galaxie, car le centre de la Galaxie nous est caché derrière des nuages denses de poussière interstellaire. Cependant, de plus en plus de découvertes dans ce domaine diminuent la vitesse estimée de notre soleil. Plus récemment, ils parlaient de 230-240 km/sec.
Le système solaire de la Galaxie se dirige vers la constellation du Cygne.
Le mouvement du Soleil dans la Galaxie est perpendiculaire à la direction du centre de la Galaxie. D'où les coordonnées galactiques du sommet : l = 90 °, b = 0 ° ou dans les coordonnées équatoriales plus familières - = 318 °, = 48 °. Parce qu'il s'agit d'un mouvement d'inversion, l'apex est déplacé et boucle un cercle complet en une « année galactique », environ 250 millions d'années ; sa vitesse angulaire est de ~ 5"/1000 ans, c'est-à-dire que les coordonnées du sommet sont décalées d'un degré et demi en un million d'années.
Notre Terre est d'environ 30 de ces "années galactiques".
La vitesse du Soleil dans la Galaxie par rapport au centre de la Galaxie
Au fait, un fait intéressant sur la vitesse du Soleil dans la Galaxie :
La vitesse de rotation du Soleil autour du centre de la Galaxie coïncide presque avec la vitesse de l'onde de compactage qui forme le bras spiral. Cette situation est atypique pour la Galaxie dans son ensemble : les bras spiraux tournent à une vitesse angulaire constante, comme les rayons des roues, et le mouvement des étoiles se produit avec un schéma différent, par conséquent, la quasi-totalité de la population stellaire du disque tombe dans les bras spiraux ou en tombe. Le seul endroit où les vitesses des étoiles et des bras spiraux coïncident est le cercle dit de corotation, et c'est sur ce cercle que se trouve le Soleil.
Pour la Terre, cette circonstance est extrêmement importante, car des processus violents se produisent dans les bras spiraux, générant un puissant rayonnement destructeur pour tous les êtres vivants. Et aucune atmosphère ne pouvait le protéger contre lui. Mais notre planète existe dans un endroit relativement calme de la Galaxie et n'a pas été exposée à ces cataclysmes cosmiques depuis des centaines de millions (voire des milliards) d'années. C'est peut-être pour cette raison que la vie sur Terre a pu naître et survivre.
La vitesse de la Galaxie dans l'Univers.
La vitesse de la Galaxie dans l'Univers est généralement considérée par rapport à différents référentiels :
Relatif au Groupe Local de Galaxies (la vitesse d'approche de la Galaxie d'Andromède).
Relatif aux galaxies lointaines et aux amas de galaxies (la vitesse de la Galaxie faisant partie du groupe local de galaxies vers la constellation de la Vierge).
Par rapport au rayonnement relique (la vitesse de déplacement de toutes les galaxies dans la partie la plus proche de l'Univers du Grand Attracteur - un amas d'énormes supergalaxies).
Arrêtons-nous sur chacun des points plus en détail.
1. La vitesse de la Voie lactée vers Andromède.
Notre galaxie de la Voie lactée ne reste pas immobile non plus, mais attire et s'approche gravitationnellement de la galaxie d'Andromède à une vitesse de 100-150 km / s. La principale composante de la vitesse de convergence des galaxies appartient à la Voie lactée.
La composante latérale du mouvement n'est pas connue avec précision et les craintes de collision sont prématurées. Une contribution supplémentaire à ce mouvement est apportée par la galaxie massive M33, située approximativement dans la même direction que la galaxie d'Andromède. En général, la vitesse de déplacement de notre Galaxie par rapport au barycentre du Groupe Local des Galaxies est d'environ 100 km/s environ dans la direction Andromède/Lézard (l = 100, b = -4, = 333, = 52) , mais ces données sont encore très approximatives. C'est une vitesse relative très modeste : la Galaxie se déplace de son propre diamètre en deux à trois cents millions d'années, ou, très approximativement, en une année galactique.
2. La vitesse de la Voie lactée vers l'amas de la Vierge.
À son tour, le groupe de galaxies, qui comprend notre Voie lactée, comme une sorte d'ensemble unique, se dirige vers le grand amas de la Vierge à une vitesse de 400 km/s. Ce mouvement est également entraîné par des forces gravitationnelles et s'effectue par rapport à des amas de galaxies éloignés.
La vitesse de la Voie lactée vers l'amas de la Vierge
3. La vitesse de la Galaxie dans l'Univers. Au Grand Attracteur !
Rayonnement de fond.
Selon la théorie du Big Bang, l'Univers primitif était un plasma chaud composé d'électrons, de baryons et de photons émettant, absorbant et réémettant constamment.
Au fur et à mesure de l'expansion de l'Univers, le plasma s'est refroidi et à un certain stade, les électrons décélérés ont pu se combiner avec les protons décélérés (noyaux d'hydrogène) et les particules alpha (noyaux d'hélium), formant des atomes (ce processus est appelé recombinaison).
Cela s'est produit à une température de plasma d'environ 3000 K et à un âge approximatif de l'Univers de 400 000 ans. Il y avait plus d'espace libre entre les particules, il y avait moins de particules chargées, les photons ont cessé de se diffuser si souvent et pouvaient désormais se déplacer librement dans l'espace, sans pratiquement interagir avec la matière.
Les photons qui étaient alors émis par le plasma vers l'emplacement futur de la Terre atteignent toujours notre planète à travers l'espace de l'univers en expansion. Ces photons constituent le rayonnement relique, qui est un rayonnement thermique remplissant uniformément l'Univers.
L'existence du rayonnement relique a été prédite théoriquement par G. Gamow dans le cadre de la théorie Big Bang... Son existence a été confirmée expérimentalement en 1965.
La vitesse de mouvement de la Galaxie par rapport au rayonnement de la relique.
Plus tard, l'étude de la vitesse de mouvement des Galaxies par rapport au rayonnement des reliques a commencé. Ce mouvement est déterminé en mesurant l'inégalité de température du rayonnement de la relique dans différentes directions.
La température de rayonnement a un maximum dans le sens du déplacement et un minimum dans le sens opposé. Le degré de déviation de la distribution de température par rapport à l'isotrope (2,7 K) dépend de l'amplitude de la vitesse. De l'analyse des données d'observation, il s'ensuit que le Soleil se déplace par rapport au rayonnement relique à une vitesse de 400 km/s dans la direction = 11,6, = -12.
De telles mesures ont également montré une autre chose importante : toutes les galaxies dans la partie la plus proche de l'Univers, y compris non seulement la nôtre Groupe local, mais aussi le cluster Virgo et d'autres clusters, se déplacent par rapport au CMB d'arrière-plan à une vitesse étonnamment élevée.
Pour le Groupe Local de galaxies, elle est de 600-650 km/s avec un sommet dans la constellation de l'Hydre (= 166, = -27). Il semble que quelque part dans les profondeurs de l'Univers se trouve un énorme amas de nombreux superamas qui attirent la matière de notre partie de l'Univers. Ce groupe a été nommé Grand attracteur- de mot anglais"Attirer" - attirer.
Étant donné que les galaxies qui font partie du Grand Attracteur sont cachées par la poussière interstellaire qui fait partie de la Voie Lactée, il n'a été possible de cartographier l'Attracteur qu'en dernières annéesà l'aide de radiotélescopes.
Le Grand Attracteur est situé à l'intersection de plusieurs superamas de galaxies. La densité moyenne de matière dans cette zone n'est pas beaucoup plus élevée que la densité moyenne de l'Univers. Mais en raison de sa taille gigantesque, sa masse s'avère si grande et la force d'attraction est si énorme que non seulement notre système stellaire, mais aussi d'autres galaxies et leurs amas à proximité se déplacent en direction du Grand Attracteur, formant un énorme flux de galaxies.
La vitesse de la Galaxie dans l'Univers. Au Grand Attracteur !
Alors, résumons.
La vitesse du Soleil dans la Galaxie et de la Galaxie dans l'Univers. Sommaire.
La hiérarchie des mouvements auxquels participe notre planète :
Rotation de la Terre autour du Soleil ;
Rotation avec le Soleil autour du centre de notre Galaxie ;
Mouvement relatif au centre du Groupe Local de galaxies avec l'ensemble de la Galaxie sous l'influence de l'attraction gravitationnelle de la constellation d'Andromède (galaxie M31) ;
Mouvement vers l'amas de galaxies dans la constellation de la Vierge ;
En route vers le Grand Attracteur.
La vitesse du Soleil dans la Galaxie et la vitesse de la Voie Lactée dans l'Univers. Sommaire.
C'est difficile à imaginer, et encore plus difficile à calculer jusqu'où nous nous déplaçons chaque seconde. Ces distances sont énormes et les erreurs dans de tels calculs sont encore assez importantes. C'est ce que la science a à sa disposition aujourd'hui.
Avant Nicolas Copernic (1473-1543), les scientifiques croyaient que la Terre est au centre du Monde, et toutes les planètes, alors il y en avait cinq connues (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne) et le Soleil tourne autour La terre. Je ne parle même pas des hypothèses de trouver la Terre sur le dos d'un éléphant, d'une tortue ou de tout autre reptile ou mammifère.
L'année de la mort de Copernic (1543), son ouvrage en plusieurs volumes "Sur la circulation des sphères célestes" fut publié en latin, décrivant le nouveau système de l'univers, au centre duquel se trouvaient le Soleil et toutes les planètes, déjà au nombre de six (avec en plus cinq planètes connues et la Terre) tournent sur des orbites circulaires autour du centre - le Soleil.
L'étape suivante dans la construction du système solaire a été faite en 1609 par Johannes Kepler (1571-1630), qui a prouvé, à l'aide d'observations astrométriques précises du mouvement des planètes (principalement faites par l'astronome danois Tycho Brahe (1546-1601) ), que les planètes ne se déplacent pas en cercles, mais en ellipses avec un foyer sur le soleil.
La confirmation expérimentale, c'est-à-dire observationnelle, de la théorie de Copernic a été obtenue par Galileo Galilei (1564-1642), qui a observé les phases de Vénus et de Mercure à travers un télescope, ce qui a confirmé le système copernicien (c'est-à-dire héliocentrique) de l'univers.
Et enfin, Isaac Newton (1642-1727) a dérivé équations différentielles mécanique céleste, qui permettait de calculer les coordonnées des planètes du système solaire et expliquait pourquoi elles se déplacent, en première approximation, le long d'ellipses. Plus tard, par les travaux des grands mécaniciens et mathématiciens des XVIIIe et XIXe siècles, une théorie des perturbations a été créée, qui a permis de prendre en compte l'interaction gravitationnelle des planètes les unes sur les autres. C'est ainsi, en comparant observations et calculs, que les planètes lointaines Neptune (Adams et Le Verrier, 1856) et Pluton (1932) ont été découvertes, bien que l'année dernière Pluton ait été administrativement supprimée de la liste des planètes. Aujourd'hui, il existe six planètes zaneptunéennes de la taille de Pluton et même un peu plus.
Au milieu du XIXe siècle, la précision astrométrique de la détermination des coordonnées des étoiles atteignait les centièmes de seconde d'arc. Ensuite, pour certaines étoiles brillantes, on a remarqué que leurs coordonnées diffèrent des coordonnées mesurées plusieurs siècles plus tôt. Le premier de ces catalogues antiques était le catalogue d'Hipparque et de Ptolémée (190 av. Le concept de "mouvement propre des étoiles" est apparu, qui avant cela, et même maintenant, par tradition, sont appelés "étoiles fixes".
Étudiant attentivement ces mouvements propres, William Herschel (1738-1822) a attiré l'attention sur leur distribution systématique et en a tiré une conclusion correcte et plutôt non triviale : une partie du mouvement propre des étoiles n'est pas le mouvement de ces étoiles, mais un reflet de la mouvement de notre Soleil relativement proche des étoiles solaires. De même, on observe le mouvement d'arbres proches relativement éloignés lorsque l'on conduit une voiture (ou, mieux encore, un cheval) le long d'un chemin forestier.
En augmentant le nombre d'étoiles avec des mouvements propres mesurés, il a été possible de déterminer que notre Soleil vole en direction de la constellation d'Hercule, jusqu'à un point appelé le sommet, de coordonnées α = 270° et = 30°, à une vitesse de 19,2 km/s. C'est le mouvement « particulier » du Soleil avec toutes les planètes, la poussière interplanétaire, les astéroïdes par rapport à une centaine d'étoiles les plus proches de nous. Les distances à ces étoiles sont petites, quelque chose de l'ordre de 100-300 années-lumière. Toutes ces étoiles sont impliquées dans mouvement général autour du centre de notre Galaxie à une vitesse d'environ 250 km/s. Le centre même de la Galaxie est situé dans la constellation du Sagittaire, à une distance d'environ 25 000 années-lumière du Soleil. Le mouvement du Soleil parmi les étoiles ressemble au mouvement d'un moucheron dans un nuage, tandis que le nuage entier vole à une vitesse beaucoup plus grande par rapport aux arbres de la forêt.
Bien sûr, toute notre galaxie géante elle-même vole par rapport aux autres galaxies. Les vitesses des galaxies individuelles atteignent des centaines et des milliers de km/s. Certaines galaxies se rapprochent de nous, comme la fameuse nébuleuse d'Andromède, d'autres s'éloignent de nous.
Toutes les galaxies et amas de galaxies participent également à l'expansion cosmologique générale, qui n'est toutefois perceptible qu'à des échelles de plus de 10 à 30 millions d'années-lumière. L'amplitude de ce taux d'expansion dépend linéairement de la distance entre les galaxies ou leurs amas et est, selon les mesures modernes, d'environ 25 km/s avec une distance entre galaxies d'un million d'années-lumière.
Cependant, on peut aussi distinguer un système de référence particulier, à savoir le domaine du rayonnement submillimétrique relique 3K. Là où nous volons, la température de ce rayonnement est légèrement plus élevée et d'où nous volons - plus basse. La différence entre ces températures est de 0,006706 K. C'est ce qu'on appelle la "composante dipolaire" de l'anisotropie du CMB. La vitesse du mouvement du Soleil par rapport au rayonnement relique est de 627 ± 22 km/s, et sans tenir compte du mouvement du Groupe Local des Galaxies - 370 km/s en direction de la constellation de la Vierge.
Il est donc difficile de répondre à la question de savoir où vole notre Soleil et à quelle vitesse. Il est nécessaire de déterminer immédiatement: par rapport à quoi et dans quel système de coordonnées.
En 1961, notre groupe de l'Institut d'astronomie d'État. L'Université d'État PK Shternberg de Moscou a effectué des observations du rayonnement ultraviolet solaire diffusé dans les lignes d'hydrogène (1215A) et d'oxygène (1300A) provenant de fusées géophysiques à haute altitude, qui ont atteint une altitude de 500 km. À cette époque, grâce à la proposition de l'académicien S.P.Korolev, l'Union soviétique a commencé à lancer systématiquement des stations interplanétaires, à la fois survolées et atterrissantes, vers Mars et Vénus. Naturellement, nous avons également décidé d'essayer de trouver la même couronne d'hydrogène étendue sur Vénus et Mars que sur Terre.
Lors de ces lancements, nous avons pu tracer des traces d'hydrogène atomique neutre jusqu'à 125 000 km de la Terre, soit jusqu'à 25 rayons terrestres. La densité de l'hydrogène à de telles distances de la Terre n'était que d'environ 1 atome par cm 3 , soit 19 ordres de grandeur de moins que la concentration de l'air au niveau de la mer ! Cependant, à notre grande surprise, il s'est avéré que l'intensité du rayonnement diffusé dans la raie Lyman-alpha avec une longueur d'onde de 1215A ne tombe pas à zéro à des distances encore plus grandes, mais reste constante et suffisamment élevée, et l'intensité change de un facteur de 2, selon l'endroit où notre petit télescope regardait.
Au début, nous avons supposé qu'il s'agissait d'étoiles lointaines qui brillaient, mais le calcul a montré qu'une telle lueur devrait être inférieure de plusieurs ordres de grandeur. Le contenu négligeable de poussière cosmique dans le milieu interstellaire « mangerait » complètement ce rayonnement. La couronne solaire étendue, selon la théorie, aurait dû être presque complètement ionisée, et les atomes neutres n'auraient pas dû être là.
Seul le milieu interstellaire est resté, qui près du Soleil pourrait être en grande partie neutre, ce qui expliquait l'effet que nous avons découvert. Deux ans après notre publication J.-E. Blamon et J.-J. Bertaud du Service d'Aéronomie de France du satellite américain OGO-V a découvert la parallaxe géométrique de la région de luminosité maximale dans la raie Lyman-alpha, ce qui a permis d'estimer immédiatement la distance à celle-ci. Cette valeur s'est avérée être égale à environ 25 unités astronomiques. Les coordonnées de ce maximum ont également été déterminées. L'image a commencé à s'éclaircir. Une contribution décisive à ce problème a été apportée par deux physiciens allemands - P. V. Bloom et H. J. Far, qui ont souligné le rôle du mouvement du Soleil par rapport au milieu interstellaire. Afin de mesurer tous les paramètres de ce mouvement, nous avons réalisé en 1975, avec les spécialistes français déjà mentionnés, deux expériences spéciales sur les satellites domestiques Prognoz-5 et Prognoz-6. Ces satellites ont permis d'obtenir une carte de l'ensemble du ciel dans la raie Lyman-alpha, ainsi que de mesurer la température des atomes d'hydrogène neutres dans le milieu interstellaire. La densité de ces atomes a été déterminée "à l'infini", c'est-à-dire loin du Soleil, la vitesse et la direction du mouvement du Soleil par rapport au milieu interstellaire local.
La densité d'atomes s'est avérée égale à 0,06 atome / cm 3 et la vitesse à 25 km / s. La théorie de la pénétration des atomes du milieu interstellaire dans le système solaire a également été développée. Il s'est avéré que les atomes d'hydrogène neutres volant près du Soleil le long de trajectoires hyperboliques sont ionisés par deux mécanismes. Le premier d'entre eux est la photoionisation par les rayons ultraviolets et les rayons X du Soleil avec des longueurs d'onde inférieures à 912A, et le second mécanisme est l'échange de charges (échange d'électrons) avec les protons du vent solaire qui imprègnent tout le système solaire. Le deuxième mécanisme d'ionisation s'est avéré 2 à 3 fois plus efficace que le premier. Le vent solaire est stoppé par le champ magnétique interstellaire à une distance d'environ 100 unités astronomiques, et le milieu interstellaire, incident sur le système solaire, à une distance de 200 UA.
Entre ces deux ondes de choc (probablement supersoniques) il y a une région de plasma très chaud, totalement ionisé avec une température de 10 7 voire 10 8 K. La question de l'interaction des atomes d'hydrogène neutre incidents avec un plasma chaud dans cette région intermédiaire est extrêmement intéressant. Lors de la recharge d'atomes interstellaires relativement froids du milieu interstellaire avec des protons chauds dans cette région, des atomes neutres à très haute température et la vitesse correspondante donnée ci-dessus. Ils imprègnent tout le système solaire et peuvent s'enregistrer sur la Terre. À cette fin, un satellite terrestre spécial, IBEX, a été lancé aux États-Unis il y a 2 ans, qui travaille avec succès pour résoudre ces problèmes et les problèmes connexes. L'effet de "l'emballement" du milieu interstellaire que nous avons découvert s'appelle le "vent interstellaire".
Afin de contourner cette question floue, notre groupe a réalisé un cycle d'observations depuis le satellite Prognoz dans la raie de l'hélium neutre avec une longueur d'onde de 584A. L'hélium ne participe pas au processus de recharge avec les protons du vent solaire et n'est presque pas ionisé par la lumière ultraviolette solaire. C'est grâce à cela que les atomes d'hélium neutre, volant à travers les hyperboles au-delà du Soleil, se concentrent derrière lui, formant un cône de densité accrue, que nous avons observé. L'axe de ce cône nous donne la direction du mouvement du Soleil par rapport au milieu interstellaire local, et sa divergence permet de déterminer la température des atomes d'hélium dans le milieu interstellaire loin du Soleil.
Nos résultats pour l'hélium sont en excellent accord avec les mesures pour l'hydrogène atomique. La densité de l'hélium atomique "à l'infini" s'est avérée égale à 0,018 atome/cm 3 , ce qui a permis de déterminer le degré d'ionisation de l'hydrogène atomique, en supposant que l'abondance de l'hélium est égale à la norme pour le milieu interstellaire . Cela correspond à 10 à 30 % du degré d'ionisation de l'hydrogène atomique. La densité et la température de l'hydrogène atomique que nous avons trouvées correspondent exactement à la zone d'hydrogène neutre avec une température légèrement élevée - 12000 K.
En 2000, des astronomes allemands dirigés par H. Rosenbauer ont pu détecter directement des atomes d'hélium neutres entrant dans le système solaire depuis le milieu interstellaire sur la sonde extra-écliptique Ulysse. Ils ont déterminé les paramètres du "vent interstellaire" (la densité de l'hélium atomique, la vitesse et la direction du mouvement du Soleil par rapport au milieu interstellaire local). Les résultats des mesures directes des atomes d'hélium étaient en excellent accord avec nos mesures optiques.
C'est l'histoire de la découverte d'un énième mouvement de notre Soleil.
