În jurul a ceea ce se întoarce soarele. Viteza de mișcare a soarelui și a galaxiei în univers. Caracteristicile Galaxy Calea Lactee
Oricine, chiar culcat pe o canapea sau așezat lângă un computer, este în continuă mișcare. Această mișcare continuă în spațiul cosmic are o varietate de direcții și viteze extraordinare. În primul rând, Pământul se mișcă în jurul axei sale. În plus, planeta se învârte în jurul Soarelui. Dar asta nu este tot. Acoperim distanțe mult mai impresionante împreună cu sistemul solar.
Soarele este una dintre stelele situate în planul Căii Lactee, sau pur și simplu Galaxia. Este la 8 kpc distanță de centru și 25 de bucăți de planul galactic. Densitatea stelară în regiunea noastră a galaxiei este de aproximativ 0,12 stele pe buc. Poziția sistemului solar nu este constantă: este în mișcare constantă față de stelele din apropiere, gazul interstelar și, în cele din urmă, în jurul centrului Căii Lactee. Pentru prima dată, mișcarea sistemului solar în galaxie a fost observată de William Herschel.
Se deplasează în raport cu stelele din apropiere
Viteza de mișcare a Soarelui către granița constelațiilor Hercules și Lyra este de 4 a.s. pe an sau 20 km / s. Vectorul de viteză este direcționat către așa-numitul vârf - punctul către care este direcționată și mișcarea altor stele din apropiere. Direcțiile vitezei stelelor, incl. Soarele se intersectează în punctul opus vârfului, numit antiapex.
În mișcare față de stelele vizibile
Separat, se măsoară mișcarea Soarelui în raport cu stelele strălucitoare, care pot fi văzute fără telescop. Aceasta este o indicație a mișcării standard a Soarelui. Viteza unei astfel de mișcări este de 3 UA. pe an sau 15 km / s.
Mișcare în raport cu spațiul interstelar
În raport cu spațiul interstelar, sistemul solar se mișcă deja mai repede, viteza este de 22-25 km / s. În acest caz, sub influența „vântului interestelar” care „suflă” din regiunea sudică a galaxiei, vârful este mutat în constelația Ophiuchus. Schimbarea este estimată la aproximativ 50.
Mișcându-se în centrul Căii Lactee
Sistemul solar este în mișcare față de centrul galaxiei noastre. Se deplasează spre constelația Cygnus. Viteza este de aproximativ 40 UA. pe an sau 200 km / s. Este nevoie de 220 de milioane de ani pentru o cifră de afaceri completă. Este imposibil să se determine viteza exactă, deoarece vârful (centrul galaxiei) ne este ascuns în spatele norilor densi de praf interstelar. Vârful se deplasează cu 1,5 ° la fiecare milion de ani și face un cerc complet în 250 de milioane de ani, sau 1 „an galactic”.
Călătorește la marginea Căii Lactee
Mișcarea galaxiei în spațiul cosmic
De asemenea, Galaxia noastră nu stă nemișcată, ci se apropie de galaxia Andromeda cu o viteză de 100-150 km / s. Un grup de galaxii, care include Calea Lactee, se îndreaptă către marele cluster Fecioară cu o viteză de 400 km / s. Este greu de imaginat și chiar mai dificil de calculat cât de departe ne deplasăm în fiecare secundă. Aceste distanțe sunt uriașe, iar erorile din astfel de calcule sunt încă destul de mari.
Așezați, stați în picioare sau mințiți în timp ce citiți acest articol și nu simțiți că Pământul se rotește pe axa sa cu o viteză vertiginoasă - aproximativ 1.700 km / h la ecuator. Cu toate acestea, viteza de rotație nu pare atât de rapidă atunci când este convertită în km / s. Rezultatul este de 0,5 km / s - un bliț abia vizibil pe radar, în comparație cu alte viteze din jurul nostru.
La fel ca alte planete din sistemul solar, pământul se învârte în jurul soarelui. Și pentru a rămâne pe orbita sa, se deplasează cu o viteză de 30 km / s. Venus și Mercur, care sunt mai aproape de Soare, se mișcă mai repede, Marte, care orbitează dincolo de orbita Pământului, se mișcă mult mai lent decât acesta.
Dar nici Soarele nu stă într-un singur loc. Galaxia noastră Calea Lactee este imensă, masivă și, de asemenea, mobilă! Toate stelele, planetele, norii de gaz, particulele de praf, găurile negre, materia întunecată - toate se mișcă în raport cu centrul comun de masă.
Potrivit oamenilor de știință, Soarele este situat la o distanță de 25.000 de ani lumină de centrul galaxiei noastre și se mișcă pe o orbită eliptică, făcând o revoluție completă la fiecare 220-250 de milioane de ani. Se pare că viteza Soarelui este de aproximativ 200-220 km / s, care este de sute de ori mai mare decât viteza mișcării Pământului în jurul axei și de zeci de ori mai mare decât viteza mișcării sale în jurul Soarelui. Așa arată mișcarea sistemului nostru solar.
Este galaxia staționară? Din nou, nu. Obiectele spațiale gigantice au o masă mare și, prin urmare, creează câmpuri gravitaționale puternice. Acordați Universului ceva timp (și l-am avut - aproximativ 13,8 miliarde de ani) și totul va începe să se miște în direcția celei mai mari atracții. Acesta este motivul pentru care Universul nu este omogen, ci este format din galaxii și grupuri de galaxii.
Ce înseamnă acest lucru pentru noi?
Aceasta înseamnă că Calea Lactee este trasă spre sine de alte galaxii și grupuri de galaxii din vecinătate. Aceasta înseamnă că obiectele masive domină acest proces. Și asta înseamnă că nu numai galaxia noastră, ci toți cei din jurul nostru sunt influențați de aceste „tractoare”. Ne apropiem mai mult de înțelegerea a ceea ce ni se întâmplă în spațiul cosmic, dar încă ne lipsesc faptele, de exemplu:
- care au fost condițiile inițiale în care s-a născut universul;
- modul în care diferitele mase din galaxie se mișcă și se schimbă în timp;
- cum s-au format Calea Lactee și galaxiile și grupurile din jur;
- și cum se întâmplă acum.
Cu toate acestea, există un truc care să ne ajute să ne dăm seama.
Universul este umplut cu radiații relicve cu o temperatură de 2,725 K, care a fost păstrată încă de pe vremea Big Bang-ului. În unele locuri există abateri minuscule - aproximativ 100 μK, dar temperatura generală de fond este constantă.
Acest lucru se datorează faptului că universul s-a format în Big Bang în urmă cu 13,8 miliarde de ani și este încă în expansiune și răcire.
La 380.000 de ani de la Big Bang, universul s-a răcit la o astfel de temperatură încât a devenit posibilă formarea atomilor de hidrogen. Înainte, fotonii au interacționat constant cu restul particulelor de plasmă: s-au ciocnit cu ei și au schimbat energie. Pe măsură ce Universul se răcește, există mai puține particule încărcate, iar spațiul dintre ele este mai mare. Fotonii au putut să se miște liber în spațiu. Radiația relicvă este fotonii emiși de plasmă către locația viitoare a Pământului, dar au scăpat de împrăștiere, deoarece recombinarea a început deja. Ei ajung pe Pământ prin spațiul universului, care continuă să se extindă.
Voi înșivă puteți „vedea” această radiație. Interferența care apare pe un canal TV gol atunci când se utilizează o antenă simplă, cum ar fi urechile de iepure, este de 1% din cauza radiației relicve.
Și totuși, temperatura fundalului relict nu este aceeași în toate direcțiile. Conform rezultatelor studiilor misiunii Planck, temperatura este ușor diferită în emisferele opuse ale sferei cerești: este ușor mai mare în regiunile cerului la sud de ecliptică - aproximativ 2.728 K, și mai mică în cealaltă jumătate - aproximativ 2,722 K.
O hartă a fundalului microundelor luată cu telescopul Planck. Această diferență este de aproape 100 de ori mai mare decât restul fluctuațiilor de temperatură CMB observate și acest lucru este înșelător. De ce se întâmplă? Răspunsul este evident - această diferență nu se datorează fluctuațiilor CMB, apare pentru că există mișcare!
Când vă apropiați de o sursă de lumină sau aceasta se apropie de dvs., liniile spectrale din spectrul sursei sunt deplasate spre unde scurte (schimbare violetă), când vă îndepărtați de el sau el de dvs. - liniile spectrale sunt deplasate către unde lungi (redshift ).
Radiația relicvei nu poate fi mai mult sau mai puțin energică, ceea ce înseamnă că ne deplasăm prin spațiu. Efectul Doppler ajută la determinarea faptului că sistemul nostru solar se mișcă în raport cu radiația relicvă la o viteză de 368 ± 2 km / s, iar grupul local de galaxii, inclusiv Calea Lactee, galaxia Andromeda și galaxia Triangulum, se mișcă la o viteză de 627 ± 22 km / s în raport cu radiația relicvă. Acestea sunt așa-numitele viteze speciale ale galaxiilor, care se ridică la câteva sute de km / s. Pe lângă acestea, există și viteze cosmologice datorate expansiunii Universului și calculate conform legii Hubble.
Datorită radiației reziduale de la Big Bang, putem observa că totul din univers se mișcă și se schimbă constant. Și galaxia noastră este doar o parte a acestui proces.
Știm cu toții că Pământul se învârte în jurul Soarelui. Pe baza acestui fapt, apare o întrebare logică: soarele însuși se rotește? Și dacă da, ce este în jur? Astronomii au primit răspunsul la această întrebare numai în secolul XX.
Steaua noastră se mișcă cu adevărat și dacă Pământul are două cercuri de rotație (în jurul Soarelui și în jurul axei sale), atunci Soarele are trei. Mai mult, întregul sistem solar, împreună cu planetele și alte corpuri cosmice, se îndepărtează treptat de centrul galaxiei, deplasându-se cu câteva milioane de kilometri cu fiecare revoluție.
Ce este Soarele în jur?
La ce se învârte soarele? Se știe că se află steaua noastră, al cărei diametru este de aproximativ 30.000 parsec. , egal cu 3,26 ani lumină.
În partea centrală a Căii Lactee, există un centru galactic relativ mic cu o rază de aproximativ 1000 parsec. Formarea stelelor încă are loc în ea și miezul este situat, datorită căruia sistemul nostru stelar a apărut odată.
Distanța Soarelui de centrul galactic este de 26 de mii de ani lumină, adică este situată mai aproape de marginile galaxiei. Împreună cu restul stelelor din Calea Lactee, Soarele se învârte în jurul acestui centru. Viteza medie a mișcării sale variază de la 220 la 240 km pe secundă.
O revoluție în jurul părții centrale a galaxiei durează în medie 200 de milioane de ani. De-a lungul întregii perioade a existenței sale, planeta noastră, împreună cu Soarele, a zburat în jurul nucleului galactic de doar 30 de ori.
De ce soarele se învârte în jurul galaxiei?
Ca și în cazul rotației Pământului, motivul exact al mișcării Soarelui nu a fost stabilit. Conform unei versiuni, există o anumită materie întunecată (gaură neagră supermasivă) în centrul galactic, care afectează atât rotația stelelor, cât și viteza acestora. În jurul acestei găuri este o altă gaură cu masă mai mică.
Împreună, ambele materii exercită un efect gravitațional asupra stelelor din galaxie și le obligă să se deplaseze de-a lungul diferitelor traiectorii. Alți oameni de știință sunt de părere că mișcarea se datorează forțelor gravitaționale care emană din miezul Căii Lactee.
Ca orice obiect, Soarele se mișcă prin inerție de-a lungul unei traiectorii drepte, dar gravitația centrului galactic îl atrage către el însuși și, prin urmare, îl obligă să se rotească într-un cerc.
Soarele se rotește pe axa sa?
Rotația Soarelui în jurul axei sale este al doilea cerc al mișcării sale. Deoarece este format din gaze, mișcarea sa are loc într-un mod diferențiat. 
Cu alte cuvinte, steaua se rotește mai repede la ecuator și mai lent la polii săi. Urmărirea rotației Soarelui în jurul axei sale este destul de dificilă, astfel încât oamenii de știință trebuie să navigheze prin petele solare.
În medie, un punct din apropierea ecuatorului solar se rotește în jurul axei soarelui și revine la poziția sa inițială în 24,47 zile. Regiunile de la poli se deplasează în jurul axei solare în 38 de zile.
Pentru a calcula orice valoare specifică, oamenii de știință au decis să se concentreze pe poziția de 26 ° de la ecuator, deoarece în acest loc există cel mai mare număr de pete solare. Drept urmare, astronomii au ajuns la o singură cifră, conform căreia viteza de rotație a Soarelui în jurul propriei axe este de 25,38 zile.
Ce este rotația în jurul unui centru echilibrat?
După cum sa menționat mai sus, spre deosebire de Pământ, Soarele are trei planuri de rotație. Primul este în jurul centrului galaxiei, al doilea este în jurul axei sale, iar al treilea este așa-numitul centru gravitațional echilibrat. Dacă ar explica cu cuvinte simple, atunci toate planetele care orbitează Soarele, deși au o masă mult mai mică, dar o atrag ușor spre ele însele.
Ca urmare a acestor procese, axa soarelui se rotește și ea în spațiu. Când se rotește, descrie raza echilibrării centrale, în interiorul căreia se rotește. În acest caz, Soarele însuși își descrie și raza. Imaginea generală a acestei mișcări este destul de clară pentru astronomi, dar componenta sa practică nu este pe deplin înțeleasă. 
În general, steaua noastră este un sistem foarte complex și multifacetic, prin urmare, în viitor, oamenii de știință vor trebui să dezvăluie mai multe dintre secretele și misterele sale.
Vă recomandăm cu tărie să-l cunoașteți. Veți găsi acolo mulți prieteni noi. Este, de asemenea, cel mai rapid și mai eficient mod de a contacta administratorii de proiecte. Secțiunea Actualizări antivirus continuă să funcționeze - actualizări gratuite mereu actualizate pentru Dr Web și NOD. Nu ai avut timp să citești ceva? Conținutul complet al liniei târâtoare poate fi găsit la acest link.
Acest articol examinează viteza de mișcare a Soarelui și a Galaxy în raport cu diferite cadre de referință:
Viteza Soarelui în Galaxy în raport cu cele mai apropiate stele, stelele vizibile și centrul Căii Lactee;
Viteza de mișcare a galaxiei în raport cu grupul local de galaxii, grupurile de stele îndepărtate și radiația relicvă.
Scurtă descriere a galaxiei Calea Lactee.
Descrierea Galaxy.
Înainte de a începe să studiem viteza de mișcare a Soarelui și a Galaxiei din Univers, să ne cunoaștem mai bine galaxia.
Trăim, parcă, într-un „oraș-stea” gigant. Mai degrabă, Soarele nostru „trăiește” în el. Populația acestui „oraș” este o varietate de stele și mai mult de două sute de miliarde dintre ele „trăiesc” în el. O mulțime de sori se nasc în el, își experimentează tinerețea, vârsta mijlocie și bătrânețea - trec printr-un drum de viață lung și dificil, care durează miliarde de ani.
Dimensiunile acestui „oraș-stea” - Galaxia - sunt enorme. Distanțele dintre stelele vecine sunt în medie de mii de miliarde de kilometri (6 * 1013 km). Și există peste 200 de miliarde de astfel de vecini.
Dacă ne-am grăbi de la un capăt la altul al galaxiei cu viteza luminii (300.000 km / sec), ar dura aproximativ 100.000 de ani.
Întregul nostru sistem stelar se rotește încet, ca o roată uriașă formată din miliarde de sori.
Orbita soarelui
În centrul galaxiei există aparent o gaură neagră supermasivă (Sagetatorul A *) (aproximativ 4,3 milioane de mase solare) în jurul căreia, probabil, o gaură neagră cu o masă medie de 1000 până la 10.000 de mase solare și o perioadă de revoluție de aproximativ 100 ani se învârt și câteva mii relativ mici. Acțiunea lor gravitațională combinată asupra stelelor vecine face ca acestea din urmă să se deplaseze de-a lungul unor traiectorii neobișnuite. Se speculează că majoritatea galaxiilor au găuri negre supermasive în nucleele lor.
Regiunile centrale ale galaxiei se caracterizează printr-o concentrație puternică de stele: există multe mii de ele în fiecare parsec cub lângă centru. Distanțele dintre stele sunt de zeci și sute de ori mai mici decât în vecinătatea Soarelui.
Nucleul galactic atrage toate celelalte stele cu o forță extraordinară. Dar un număr imens de stele sunt împrăștiate în „orașul stelelor”. Și, de asemenea, se atrag reciproc în direcții diferite, iar acest lucru are un efect complex asupra mișcării fiecărei stele. Prin urmare, Soarele și miliarde de alte stele se mișcă, în general, pe căi circulare sau elipse în jurul centrului Galaxiei. Dar aceasta este doar „în cea mai mare parte” - dacă ne-am uita atent, am vedea că acestea se mișcă de-a lungul curbelor mai complexe, șerpuind cărări printre stelele înconjurătoare.
Caracteristicile Galaxy Calea Lactee:
Locația Soarelui în Galaxie.
Unde este Soarele în Galaxy și se mișcă (și odată cu el Pământul și tu și cu mine)? Nu suntem în „centrul orașului” sau cel puțin undeva nu departe de el? Studiile au arătat că Soarele și sistemul solar sunt situate la o distanță enormă de centrul galaxiei, mai aproape de „periferia urbană” (26.000 ± 1.400 de ani lumină).
Soarele este situat în planul galaxiei noastre și este la 8 kpc distanță de centrul său și la aproximativ 25 buc (1 buc (parsec) = 3,2616 ani lumină) de planul galactic. În regiunea galaxiei unde se află Soarele, densitatea stelară este de 0,12 stele pe buc.
Modelul galaxiei noastre
Viteza Soarelui în Galaxy.
Viteza de mișcare a Soarelui în Galaxy este de obicei considerată relativă la diferite cadre de referință:
În ceea ce privește stelele din apropiere.
Relativ la toate stelele strălucitoare vizibile cu ochiul liber.
Relativ la gazul interstelar.
Relativ la centrul galaxiei.
1. Viteza Soarelui în Galaxy în raport cu cele mai apropiate stele.
La fel ca viteza unui avion zburător este luată în considerare în raport cu Pământul, fără a lua în considerare zborul Pământului în sine, tot așa viteza Soarelui poate fi determinată în raport cu stelele cele mai apropiate de acesta. Cum ar fi stelele sistemului Sirius, Alpha Centauri etc.
Această viteză a mișcării Soarelui în Galaxy este relativ mică: doar 20 km / sec sau 4 UA. (1 unitate astronomică este egală cu distanța medie de la Pământ la Soare - 149,6 milioane km.)
Soarele se deplasează în raport cu cele mai apropiate stele către un punct (vârf) care se află la marginea constelațiilor Hercules și Lyra, aproximativ la un unghi de 25 ° față de planul galaxiei. Coordonatele ecuatoriale ale vârfului = 270 °, = 30 °.
2. Viteza Soarelui în Galaxy în raport cu stelele vizibile.
Dacă luăm în considerare mișcarea Soarelui în Calea Lactee Galaxy față de toate stelele vizibile fără telescop, atunci viteza sa este și mai mică.
Viteza Soarelui în galaxie față de stelele vizibile este de 15 km / sec sau 3 UA.
Vârful mișcării Soarelui se află în acest caz și în constelația Hercule și are următoarele coordonate ecuatoriale: = 265 °, = 21 °.
Viteza Soarelui în raport cu stelele din apropiere și gazul interstelar
3. Viteza Soarelui în Galaxy în raport cu gazul interstelar.
Următorul obiect din Galaxy, relativ la care vom lua în considerare viteza mișcării Soarelui, este gazul interstelar.
Extensiile cosmice sunt departe de a fi atât de pustii pe cât se credea de mult timp. Deși în cantități mici, gazul interstelar este prezent peste tot, umplând toate colțurile universului. Gazul interestelar, cu vidul aparent al spațiului neumplut al Universului, reprezintă aproape 99% din masa totală a tuturor obiectelor spațiale. Formele dense și reci de gaze interstelare, care conțin hidrogen, heliu și volume minime de elemente grele (fier, aluminiu, nichel, titan, calciu), se află într-o stare moleculară, combinându-se în câmpuri de nori vaste. De obicei, în compoziția gazelor interstelare, elementele sunt distribuite astfel: hidrogen - 89%, heliu - 9%, carbon, oxigen, azot - aproximativ 0,2-0,3%.
Nor gaz-praf IRAS 20324 + 4057 de gaz interstelar și praf de 1 an lumină, similar cu un mormoloc, în care se ascunde o stea în creștere
Norii de gaz interstelar nu numai că se pot roti ordonat în jurul centrelor galactice, dar au și o accelerație instabilă. De-a lungul a câteva zeci de milioane de ani, se prind din urmă și se ciocnesc, formând complexe de praf și gaze.
În galaxia noastră, cea mai mare parte a gazelor interstelare este concentrată în brațe spiralate, unul dintre coridoarele cărora este situat lângă sistemul solar.
Viteza Soarelui în Galaxy în raport cu gazul interestelar: 22-25 km / sec.
Gazul interestelar din imediata apropiere a Soarelui are o viteză adecvată semnificativă (20-25 km / s) în raport cu cele mai apropiate stele. Sub influența sa, vârful mișcării Soarelui se deplasează spre constelația Ophiuchus (= 258 °, = -17 °). Diferența în direcția de deplasare este de aproximativ 45 °.
4. Viteza de mișcare a Soarelui în galaxie în raport cu centrul galaxiei.
În cele trei puncte discutate mai sus, vorbim despre așa-numita viteză relativă particulară și relativă a mișcării Soarelui. Cu alte cuvinte, viteza particulară este viteza relativă la sistemul cosmic de referință.
Dar Soarele, stelele cele mai apropiate de el, norul interstelar local participă împreună la o mișcare la scară mai mare - mișcare în jurul centrului galaxiei.
Și aici vorbim despre viteze complet diferite.
Viteza mișcării Soarelui în jurul centrului galaxiei este enormă la standardele pământești - 200-220 km / sec (aproximativ 850.000 km / h) sau mai mult de 40 UA. / an.
Este imposibil să se determine viteza exactă a Soarelui în jurul centrului galaxiei, deoarece centrul galaxiei ne este ascuns în spatele norilor densi de praf interstelar. Cu toate acestea, tot mai multe descoperiri noi în această zonă scad viteza estimată a soarelui nostru. Mai recent, au vorbit despre 230-240 km / sec.
Sistemul solar din Galaxy se îndreaptă spre constelația Cygnus.
Mișcarea Soarelui în galaxie este perpendiculară pe direcția spre centrul galaxiei. De aici și coordonatele galactice ale vârfului: l = 90 °, b = 0 ° sau în coordonatele ecuatoriale mai familiare - = 318 °, = 48 °. Deoarece aceasta este o mișcare de inversare, vârful se deplasează și completează un cerc complet într-un „an galactic”, aproximativ 250 de milioane de ani; viteza sa unghiulară este de ~ 5 "/ 1000 de ani, adică coordonatele vârfului sunt deplasate cu un grad și jumătate într-un milion de ani.
Pământul nostru este de aproximativ 30 de astfel de „ani galactici”.
Viteza Soarelui în galaxie în raport cu centrul galaxiei
Apropo, un fapt interesant asupra vitezei Soarelui în Galaxy:
Viteza de rotație a Soarelui în jurul centrului galaxiei aproape coincide cu viteza undei de compactare care formează brațul spiralat. O astfel de situație este atipică pentru Galaxia în ansamblu: brațele spirale se rotesc la o viteză unghiulară constantă, precum spițele din roți, iar mișcarea stelelor are loc cu un model diferit, prin urmare, aproape întreaga populație stelară a discului fie cade în brațele spirale sau cade din ele. Singurul loc în care viteza stelelor și a brațelor spirale coincid este așa-numitul cerc de corotație, iar Soarele se află pe acest cerc.
Pentru Pământ, această circumstanță este extrem de importantă, deoarece procesele violente apar în brațele spirale, formând radiații puternice, distructive pentru toate viețuitoarele. Și nicio atmosferă nu putea proteja împotriva lui. Dar planeta noastră există într-un loc relativ liniștit din Galaxie și nu a fost expusă acestor cataclisme cosmice de sute de milioane (sau chiar miliarde) de ani. Poate de aceea, viața a reușit să își provină și să supraviețuiască pe Pământ.
Viteza galaxiei în Univers.
Viteza galaxiei din Univers este de obicei considerată relativă la diferite cadre de referință:
Relativ la Grupul Local de Galaxii (viteza de apropiere de Galaxia Andromeda).
Relativ cu galaxiile îndepărtate și grupurile de galaxii (viteza galaxiei ca parte a grupului local de galaxii către constelația Fecioară).
Relativ la radiația relictă (viteza de mișcare a tuturor galaxiilor din cea mai apropiată parte a Universului de Marele Atractor - un grup de supergalaxii uriașe).
Să ne oprim mai detaliat asupra fiecărui punct.
1. Viteza Galaxy Calea Lactee spre Andromeda.
Nici Galaxia Calea Lactee nu stă nemișcată, dar atrage gravitațional și se apropie de galaxia Andromeda cu o viteză de 100-150 km / s. Componenta principală a vitezei de convergență a galaxiilor aparține Căii Lactee.
Componenta laterală a mișcării nu este cunoscută cu exactitate, iar îngrijorările cu privire la coliziune sunt premature. O contribuție suplimentară la această mișcare este adusă de masiva galaxie M33, situată în aproximativ aceeași direcție ca și galaxia Andromeda. În general, viteza de mișcare a galaxiei noastre față de baricentrul grupului local de galaxii este de aproximativ 100 km / s aproximativ în direcția Andromeda / șopârlă (l = 100, b = -4, = 333, = 52) , dar aceste date sunt încă foarte aproximative. Aceasta este o viteză relativă foarte modestă: Galaxia se mișcă după propriul său diametru în două până la trei sute de milioane de ani sau, aproximativ, într-un an galactic.
2. Viteza galaxiei Calea Lactee către clusterul Fecioară.
La rândul său, grupul de galaxii, care include Calea Lactee, ca un fel de un întreg, se deplasează spre marele cluster Fecioară la o viteză de 400 km / s. Această mișcare se datorează și forțelor gravitaționale și se desfășoară în raport cu grupurile îndepărtate de galaxii.
Viteza Galaxy Calea Lactee către Clusterul Fecioară
3. Viteza galaxiei în Univers. Marelui Atractor!
Radiații de fond.
Conform teoriei Big Bang-ului, Universul timpuriu era o plasmă fierbinte compusă din electroni, barioni și emițând, absorbind și reemitând fotoni în mod constant.
Pe măsură ce Universul s-a extins, plasma s-a răcit și într-un anumit stadiu, electronii decelerați au putut să se combine cu protonii decelerați (nuclei de hidrogen) și particulele alfa (nucleii de heliu), formând atomi (acest proces se numește recombinare).
Acest lucru s-a întâmplat la o temperatură a plasmei de aproximativ 3000 K și o vârstă aproximativă a Universului de 400.000 de ani. Era mai mult spațiu liber între particule, erau mai puține particule încărcate, fotonii se opreau din răspândire atât de des și acum se puteau deplasa liber în spațiu, practic fără a interacționa cu materia.
Acei fotoni emiși în acel moment de plasmă către viitorul loc al Pământului ajung în continuare pe planeta noastră prin spațiul universului în expansiune. Acești fotoni alcătuiesc radiația relicvă, care este radiația de căldură care umple uniform Universul.
Existența radiației relicte a fost prezisă teoretic de G. Gamow în cadrul teoriei Big Bang. Existența sa a fost confirmată experimental în 1965.
Viteza de mișcare a Galaxy în raport cu radiația relictă.
Mai târziu, a început studiul vitezei de mișcare a galaxiilor în raport cu radiația relicvă. Această mișcare este determinată prin măsurarea denivelărilor temperaturii radiației relicve în direcții diferite.
Temperatura radiației are un maxim în direcția de deplasare și un minim în direcția opusă. Gradul de deviere a distribuției temperaturii de la izotrop (2,7 K) depinde de magnitudinea vitezei. Din analiza datelor observaționale, rezultă că Soarele se mișcă în raport cu radiația relictă la o viteză de 400 km / s în direcția = 11,6, = -12.
Astfel de măsurători au arătat, de asemenea, un alt lucru important: toate galaxiile din cea mai apropiată parte a Universului, inclusiv nu numai a noastră Grup local, dar și clusterul Fecioară și alte clustere, se mișcă în raport cu CMB de fundal la o viteză neașteptat de mare.
Pentru grupul local de galaxii, este de 600-650 km / s cu un vârf în constelația Hydra (= 166, = -27). Se pare că undeva în adâncurile Universului există un grup uriaș de multe superclusere, care atrage materia părții noastre din Univers. Acest cluster a fost numit Mare Atractor- din cuvântul englezesc „attract” - a atrage.
Deoarece galaxiile care alcătuiesc Marele Atractor sunt ascunse de praful interstelar care alcătuiește Calea Lactee, Atractorul a fost cartografiat doar cu radiotelescoape în ultimii ani.
Marele Atractor este situat la intersecția mai multor superclusere de galaxii. Densitatea medie a materiei din această zonă nu este mult mai mare decât densitatea medie a Universului. Dar, datorită dimensiunii sale gigantice, masa sa se dovedește a fi atât de mare, iar forța de atracție este atât de mare încât nu numai sistemul nostru stelar, ci și alte galaxii și grupurile lor din apropiere se mișcă în direcția Marelui Atractor, formând un imens flux de galaxii.
Viteza galaxiei în Univers. Marelui Atractor!
Deci, să rezumăm.
Viteza Soarelui în Galaxy și Galaxy în Univers. Tabel rezumat.
Ierarhia mișcărilor la care participă planeta noastră:
Rotația Pământului în jurul Soarelui;
Rotație cu Soarele în jurul centrului galaxiei noastre;
Mișcare relativă la centrul grupului local de galaxii împreună cu întreaga galaxie sub influența atracției gravitaționale a constelației Andromeda (galaxia M31);
Mișcare spre grupul de galaxii din constelația Fecioară;
Mergând spre Marele Atractor.
Viteza Soarelui în Galaxie și viteza Calea Lactee Galaxy în Univers. Tabel rezumat.
Este greu de imaginat și chiar mai dificil de calculat cât de departe ne deplasăm în fiecare secundă. Aceste distanțe sunt uriașe, iar erorile din astfel de calcule sunt încă destul de mari. Aceasta este ceea ce știința are astăzi la dispoziție.
Înainte de Nicolaus Copernic (1473-1543), oamenii de știință credeau că Pământul se află în centrul lumii și toate planetele, apoi erau cunoscute cinci dintre ele (Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn) și Soarele se învârte în jurul său pământul. Nici măcar nu vorbesc despre ipotezele găsirii Pământului pe spinarea unui elefant, a unei broaște țestoase sau a oricărei alte reptile sau mamifere.
În anul morții lui Copernic (1543), lucrarea sa multivolumă „Despre circulația sferelor cerești” a fost publicată în limba latină, descriind noul sistem al universului, în centrul căruia se afla Soarele și toate planetele, deja numărul șase (cu adăugarea a cinci planete cunoscute și a Pământului) se rotesc pe orbite circulare în jurul centrului - Soarele.
Următorul pas în construcția sistemului solar a fost făcut în 1609 de Johannes Kepler (1571-1630), care a dovedit, folosind observații astrometrice precise ale mișcării planetelor (realizate în principal de astronomul danez Tycho Brahe (1546-1601) ), că planetele nu se mișcă în cercuri, ci în elipse cu accent pe soare.
Confirmarea experimentală, adică observațională, a teoriei lui Copernic a fost obținută de Galileo Galilei (1564-1642), care a observat fazele lui Venus și Mercur printr-un telescop, care a confirmat sistemul copernican (adică heliocentric) al universului.
Și, în cele din urmă, Isaac Newton (1642-1727) a derivat ecuații diferențiale ale mecanicii cerești, care au permis calcularea coordonatelor planetelor sistemului solar și a explicat de ce se mișcă, în prima aproximare, de-a lungul elipselor. Mai târziu, prin lucrările marilor mecanici și matematicieni din secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, a fost creată o teorie a perturbării, care a făcut posibilă luarea în considerare a interacțiunii gravitaționale a planetelor între ele. Acesta este modul în care, prin compararea observațiilor și calculelor, au fost descoperite planetele îndepărtate Neptun (Adams și Le Verrier, 1856) și Pluto (1932), deși anul trecut Pluto a fost șters administrativ de pe lista planetelor. Astăzi există șase planete Zaneptunean de mărimea lui Pluto și chiar și ceva mai mult.
La mijlocul secolului al XIX-lea, precizia astrometrică a determinării coordonatelor stelelor a ajuns la sutimi de secundă de arc. Apoi, pentru unele stele strălucitoare, s-a observat că coordonatele lor diferă de coordonatele măsurate cu câteva secole mai devreme. Primul astfel de catalog de antichități a fost catalogul lui Hipparchus și Ptolemeu (190 î.Hr.), iar în epoca mult mai târzie a Renașterii timpurii, catalogul Ulugbek (1394–1449). A apărut conceptul de „mișcare adecvată a stelelor”, care înainte, și chiar și acum, prin tradiție, se numesc „stele fixe”.
Studiind cu atenție aceste mișcări adecvate, William Herschel (1738-1822) a atras atenția asupra distribuției lor sistematice și a făcut o concluzie corectă și foarte netrivială din aceasta: o parte a mișcării corecte a stelelor nu este mișcarea acestor stele, ci o reflectare a mișcare a Soarelui nostru relativ aproape de stelele Soarelui. În mod similar, vedem mișcarea copacilor apropiați relativ îndepărtați când conducem o mașină (sau, chiar mai bine, un cal) de-a lungul unui drum forestier.
Prin creșterea numărului de stele cu mișcări adecvate măsurate, a fost posibil să se determine că Soarele nostru zboară în direcția constelației Hercule, până la un punct numit vârf, cu coordonatele α = 270 ° și δ = 30 °, la viteza de 19,2 km / s. Aceasta este mișcarea „ciudată” a Soarelui cu toate planetele, praful interplanetar, asteroizii relativ la aproximativ o sută de stele cele mai apropiate de noi. Distanțele față de aceste stele sunt mici, ceva de ordinul a 100-300 de ani lumină. Toate aceste stele participă, de asemenea, la mișcarea generală în jurul centrului galaxiei noastre la o viteză de aproximativ 250 km / s. Chiar centrul galaxiei este situat în constelația Săgetător, la o distanță de aproximativ 25 de mii de ani lumină de Soare. Mișcarea Soarelui printre stele seamănă cu mișcarea unui mușchi într-un nor, în timp ce întregul nor zboară cu o viteză mult mai mare față de copacii din pădure.
Desigur, întreaga noastră galaxie gigantă zboară în raport cu alte galaxii. Viteza galaxiilor individuale ating sute și mii de km / s. Unele galaxii se apropie de noi, precum celebra nebuloasă Andromeda, altele se îndepărtează de noi.
Toate galaxiile și grupurile de galaxii participă, de asemenea, la expansiunea cosmologică generală, care se observă, totuși, doar la scări de peste 10-30 de milioane de ani lumină. Magnitudinea acestei rate de expansiune este liniar dependentă de distanța dintre galaxii sau grupurile lor și este, conform măsurătorilor moderne, de aproximativ 25 km / s cu o distanță între galaxii de un milion de ani lumină.
Cu toate acestea, se poate selecta și un sistem de referință special, și anume câmpul radiației submilimetrice 3K relict. Unde zburăm, temperatura acestei radiații este puțin mai mare, iar de unde zburăm - mai mică. Diferența dintre aceste temperaturi este de 0,006706 K. Aceasta este așa-numita "componentă dipolică" a anizotropiei CMB. Viteza mișcării Soarelui față de radiația relictă este de 627 ± 22 km / s și fără a lua în considerare mișcarea Grupului Local de Galaxii - 370 km / s în direcția constelației Fecioară.
Deci, este dificil să răspundem la întrebarea unde zboară Soarele nostru și cu ce viteză. Este necesar să se determine imediat: în raport cu ce și în ce sistem de coordonate.
În 1961, grupul nostru de la Institutul Astronomic de Stat. PK Sternberg Universitatea de Stat din Moscova a efectuat observații ale radiației ultraviolete solare împrăștiate în liniile de hidrogen (1215A) și oxigen (1300A) de la rachetele geofizice de mare altitudine, care s-au ridicat la o altitudine de 500 km. În acest moment, datorită propunerii academicianului S.P.Korolev, Uniunea Sovietică a început să lanseze sistematic stații interplanetare, atât de zbor cât și de aterizare, către Marte și Venus. Bineînțeles, am decis să încercăm să găsim aceeași coroană de hidrogen extinsă pe Venus și Marte ca pe Pământ.
În timpul acestor lansări, am putut urmări urme de hidrogen atomic neutru până la 125.000 km de Pământ, adică până la 25 de raze ale Pământului. Densitatea hidrogenului la astfel de distanțe față de Pământ a fost de numai aproximativ 1 atom pe cm 3, ceea ce este cu 19 ordine de mărime mai mic decât concentrația aerului la nivelul mării! Cu toate acestea, spre marea noastră surpriză, s-a dovedit că intensitatea radiației împrăștiate în linia Lyman-alfa cu o lungime de undă de 1215A nu cade la zero la distanțe chiar mai mari, ci rămâne constantă și suficient de mare, iar intensitatea se modifică cu un factor de 2, în funcție de unde se uita micul nostru telescop.
La început, am presupus că acestea erau stele îndepărtate strălucitoare, dar calculul a arătat că o astfel de strălucire ar trebui să fie cu multe ordine de mărime mai mici. Conținutul neglijabil de praf cosmic din mediul interstelar ar „consuma” complet această radiație. Coroana solară extinsă, conform teoriei, ar fi trebuit să fie aproape complet ionizată, iar atomii neutri nu ar fi trebuit să fie acolo.
A rămas doar mediul interestelar, care în apropierea Soarelui ar putea fi în mare măsură neutru, ceea ce a explicat efectul pe care l-am descoperit. La doi ani după publicarea noastră J.-E. Blamon și J.-J. Berto de la Serviciul de Aeronomie al Franței din satelitul american OGO-V a descoperit paralela geometrică a regiunii de luminozitate maximă în linia Lyman-alfa, ceea ce a făcut posibilă estimarea imediată a distanței până la aceasta. Această valoare sa dovedit a fi egală cu aproximativ 25 de unități astronomice. Au fost de asemenea determinate coordonatele acestui maxim. Imaginea a început să se lămurească. O contribuție decisivă la această problemă a fost adusă de doi fizicieni germani - P. V. Bloom și H. J. Far, care au subliniat rolul mișcării Soarelui în raport cu mediul interstelar. Pentru a măsura toți parametrii acestei mișcări, în 1975, împreună cu specialiștii francezi deja menționați, am efectuat două experimente speciale pe sateliții interni Prognoz-5 și Prognoz-6. Acești sateliți au făcut posibilă obținerea unei hărți a întregului cer în linia Lyman-alfa, precum și măsurarea temperaturii atomilor de hidrogen neutri din mediul interstelar. Densitatea acestor atomi a fost determinată „la infinit”, adică departe de Soare, viteza și direcția mișcării Soarelui în raport cu mediul interstelar local.
Densitatea atomilor s-a dovedit a fi egală cu 0,06 atomi / cm 3, iar viteza - 25 km / s. S-a dezvoltat și teoria pătrunderii atomilor mediului interstelar în sistemul solar. S-a dovedit că atomii de hidrogen neutri care zboară lângă Soare de-a lungul traiectoriilor hiperbolice sunt ionizați prin două mecanisme. Primul dintre ele este fotoionizarea prin radiații ultraviolete și cu raze X ale Soarelui cu lungimi de undă mai mici de 912A, iar al doilea mecanism este schimbul de încărcare (schimb de electroni) cu protoni solari ai vântului care pătrund în întregul sistem solar. Al doilea mecanism de ionizare s-a dovedit a fi de 2-3 ori mai eficient decât primul. Vântul solar este oprit de câmpul magnetic interstelar la o distanță de aproximativ 100 de unități astronomice, iar mediul interstelar care se apropie de sistemul solar se află la o distanță de 200 UA.
Între aceste două unde de șoc (probabil supersonice) există o regiune de plasmă foarte fierbinte, complet ionizată, cu o temperatură de 10 7 sau chiar 10 8 K. Problema interacțiunii atomilor de hidrogen neutri incidenți cu o plasmă fierbinte în această regiune intermediară este extrem de interesant. La reîncărcarea atomilor interstelari relativ reci ai mediului interstelar cu protoni fierbinți în această regiune, se formează atomi neutri cu o temperatură foarte ridicată și rata corespunzătoare dată mai sus. Acestea pătrund în întregul sistem solar și se pot înregistra pe Pământ. În acest scop, în urmă cu 2 ani a fost lansat în SUA un satelit special al Pământului, IBEX, care lucrează cu succes pentru a rezolva aceste probleme și problemele conexe. Efectul „fugitului” mediului interstelar descoperit de noi se numește „vânt interstelar”.
Pentru a rezolva această întrebare neclară, grupul nostru a efectuat un ciclu de observații de la satelitul Prognoz în linia de heliu neutru cu o lungime de undă de 584A. Heliul nu participă la procesul de reîncărcare cu protoni eolieni solari și aproape că nu este ionizat de lumina ultravioletă solară. Datorită acestui fapt, atomii de heliu neutru, care zboară prin hiperbolele trecute de Soare, sunt focalizați în spatele acestuia, formând un con cu densitate crescută, pe care am observat-o. Axa acestui con ne oferă direcția mișcării Soarelui în raport cu mediul interstelar local, iar divergența acestuia face posibilă determinarea temperaturii atomilor de heliu din mediul interstelar departe de Soare.
Rezultatele noastre pentru heliu sunt în acord excelent cu măsurătorile pentru hidrogenul atomic. Densitatea heliului atomic „la infinit” s-a dovedit a fi egală cu 0,018 atom / cm 3, ceea ce a făcut posibilă determinarea gradului de ionizare a hidrogenului atomic, presupunând că abundența heliului este egală cu standardul pentru mediul interstelar . Aceasta corespunde cu 10-30% din gradul de ionizare al hidrogenului atomic. Densitatea și temperatura hidrogenului atomic găsite de noi corespund exact zonei hidrogenului neutru cu o temperatură ușor ridicată - 12000 K.
În 2000, astronomii germani conduși de H. Rosenbauer au reușit să detecteze în mod direct atomii de heliu neutri care pătrund în sistemul solar din mediul interstelar de pe nava spațială extra-ecliptică a lui Ulise. Aceștia au determinat parametrii „vântului interstelar” (densitatea heliului atomic, viteza și direcția mișcării Soarelui în raport cu mediul interstelar local). Rezultatele măsurătorilor directe ale atomilor de heliu au fost în acord excelent cu măsurătorile noastre optice.
Aceasta este povestea descoperirii unei alte mișcări a Soarelui nostru.
