Okolo toho, čo sa točí slnko. Rýchlosť pohybu Slnka a galaxie vo vesmíre. Charakteristika galaxie Mliečna dráha
Ktokoľvek, aj keď leží na pohovke alebo sedí pri počítači, je v neustálom pohybe. Tento nepretržitý pohyb vo vesmíre má rôzne smery a obrovské rýchlosti. V prvom rade sa Zem pohybuje okolo svojej osi. Okrem toho sa planéta točí okolo Slnka. To však nie je všetko. Spolu so slnečnou sústavou prekonávame oveľa pôsobivejšie vzdialenosti.
Slnko je jednou z hviezd nachádzajúcich sa v rovine Mliečnej dráhy alebo jednoducho Galaxie. Je vzdialený 8 kpc od stredu a 25 kpc od galaktickej roviny. Hustota hviezd v našej oblasti Galaxie je približne 0,12 hviezdy na pc3. pozícia Slnečná sústava nie je trvalý: je v neustálom pohybe vzhľadom na blízke hviezdy, medzihviezdny plyn a nakoniec okolo stredu Mliečnej dráhy. Prvýkrát si pohyb slnečnej sústavy v galaxii všimol William Herschel.
Pohybujúce sa vzhľadom na blízke hviezdy
Rýchlosť pohybu Slnka k hranici súhvezdia Herkules a Lýra je 4 a.s. za rok alebo 20 km/s. Vektor rýchlosti smeruje do takzvaného vrcholu – bodu, do ktorého smeruje aj pohyb ostatných blízkych hviezd. Smery rýchlostí hviezd, vrát. Slnká sa pretínajú v bode opačnom k vrcholu, ktorý sa nazýva antiapex.
Pohybujúce sa vzhľadom na viditeľné hviezdy
Samostatne sa meria pohyb Slnka vo vzťahu k jasným hviezdam, ktoré možno vidieť bez ďalekohľadu. Toto je indikácia štandardného pohybu Slnka. Rýchlosť takéhoto pohybu je 3 AU. za rok alebo 15 km/s.
Pohyb vo vzťahu k medzihviezdnemu priestoru
Vo vzťahu k medzihviezdnemu priestoru sa slnečná sústava už pohybuje rýchlejšie, rýchlosť je 22-25 km/s. V tomto prípade sa pod vplyvom „medzihviezdneho vetra“, ktorý „fúka“ z južnej oblasti Galaxie, posúva vrchol do súhvezdia Ophiuchus. Posun sa odhaduje na 50.
Pohyb po strede Mliečnej dráhy
Slnečná sústava je v pohybe vzhľadom na stred našej Galaxie. Pohybuje sa smerom k súhvezdí Labuť. Rýchlosť je asi 40 AU. za rok alebo 200 km/s. Úplný obrat trvá 220 miliónov rokov. Presnú rýchlosť nie je možné určiť, pretože vrchol (stred Galaxie) je pred nami skrytý za hustými oblakmi medzihviezdneho prachu. Vrchol sa posunie o 1,5 ° každých milión rokov a urobí celý kruh za 250 miliónov rokov alebo 1 "galaktický rok.
Cestujte na okraj Mliečnej dráhy
Pohyb Galaxie vo vesmíre
Naša galaxia tiež nestojí, ale približuje sa ku galaxii Andromeda rýchlosťou 100-150 km/s. Skupina galaxií, ktorá zahŕňa aj Mliečnu dráhu, sa pohybuje smerom k veľkému zhluku v Panne rýchlosťou 400 km/s. Je ťažké si to predstaviť a ešte ťažšie vypočítať, ako ďaleko sa posúvame každou sekundou. Tieto vzdialenosti sú obrovské a chyby v takýchto výpočtoch sú stále dosť veľké.
Sedíte, stojíte alebo ležíte, čítate tento článok a nemáte pocit, že Zem rotuje okolo svojej osi závratnou rýchlosťou – okolo 1 700 km/h na rovníku. Rýchlosť otáčania sa však po prepočte na km/s nezdá byť taká rýchla. Výsledkom je 0,5 km/s – sotva znateľný záblesk na radare v porovnaní s inými rýchlosťami okolo nás.
Rovnako ako ostatné planéty v slnečnej sústave, aj Zem sa točí okolo Slnka. A aby sa udržal na svojej obežnej dráhe, pohybuje sa rýchlosťou 30 km/s. Venuša a Merkúr, ktoré sú bližšie k Slnku, sa pohybujú rýchlejšie, Mars, ktorého dráha prechádza za dráhu Zeme, sa pohybuje oveľa pomalšie ako on.
Ale ani Slnko nestojí na jednom mieste. Naša galaxia Mliečna dráha je obrovská, masívna a tiež mobilná! Všetky hviezdy, planéty, plynové oblaky, prachové častice, čierne diery, temná hmota – to všetko sa pohybuje vzhľadom k spoločnému ťažisku.
Podľa vedcov sa Slnko nachádza vo vzdialenosti 25 000 svetelných rokov od stredu našej galaxie a pohybuje sa po eliptickej dráhe, pričom každých 220 – 250 miliónov rokov urobí úplnú revolúciu. Ukazuje sa, že rýchlosť Slnka je asi 200–220 km / s, čo je stokrát vyššia ako rýchlosť Zeme okolo osi a desaťkrát vyššia ako rýchlosť jej pohybu okolo Slnka. Takto vyzerá pohyb našej slnečnej sústavy.
Je galaxia nehybná? Opäť nie. Obrovské vesmírne objekty majú veľkú hmotnosť, a preto vytvárajú silné gravitačné polia... Dajte vesmíru nejaký čas (a my sme ho mali - asi 13,8 miliardy rokov) a všetko sa začne pohybovať smerom k najväčšej príťažlivosti. To je dôvod, prečo vesmír nie je homogénny, ale pozostáva z galaxií a skupín galaxií.
Čo to pre nás znamená?
To znamená, že Mliečna dráha je priťahovaná k sebe inými galaxiami a skupinami galaxií v okolí. To znamená, že tomuto procesu dominujú masívne objekty. A to znamená, že nielen našu galaxiu, ale aj všetkých okolo nás ovplyvňujú tieto „traktory“. Sme čoraz bližšie k pochopeniu toho, čo sa s nami deje vo vesmíre, no stále nám chýbajú fakty, napr.
- aké boli počiatočné podmienky, za ktorých sa zrodil vesmír;
- ako sa rôzne hmoty v galaxii pohybujú a menia v priebehu času;
- ako vznikla Mliečna dráha a okolité galaxie a zhluky;
- a ako sa to deje teraz.
Existuje však trik, ktorý nám pomôže na to prísť.
Vesmír je vyplnený reliktným žiarením s teplotou 2,725 K, ktoré sa zachovalo z čias Veľkého tresku. Miestami sú nepatrné odchýlky - asi 100 μK, ale celkové teplotné pozadie je konštantné.
Je to preto, že vesmír vznikol pri Veľkom tresku pred 13,8 miliardami rokov a stále sa rozpína a ochladzuje.
380 000 rokov po Veľkom tresku sa vesmír ochladil na takú teplotu, že bolo možné vytvárať atómy vodíka. Predtým fotóny neustále interagovali so zvyškom častíc plazmy: zrážali sa s nimi a vymieňali si energiu. Keď sa vesmír ochladzuje, nabitých častíc je menej a priestor medzi nimi je väčší. Fotóny sa mohli voľne pohybovať v priestore. Reliktné žiarenie sú fotóny, ktoré boli emitované plazmou smerom k budúcemu umiestneniu Zeme, ale unikli rozptylu, pretože rekombinácia už začala. Na Zem sa dostávajú cez vesmírny priestor, ktorý sa stále rozpína.
Vy sami môžete toto žiarenie „vidieť“. Rušenie, ktoré sa vyskytuje na prázdnom televíznom kanáli pri použití jednoduchej antény, ako sú zajačie uši, je 1 % v dôsledku reliktného žiarenia.
A predsa teplota reliktného pozadia nie je vo všetkých smeroch rovnaká. Podľa výsledkov štúdií misie Planck je teplota mierne odlišná na opačných pologuli nebeskej sféry: je o niečo vyššia v oblastiach oblohy južne od ekliptiky - asi 2,728 K a nižšia v druhej polovici - približne 2,722 K.
Mapa mikrovlnného pozadia nasnímaná Planckovým teleskopom. Tento rozdiel je takmer 100-krát väčší ako ostatné pozorované výkyvy teploty CMB, čo je zavádzajúce. Prečo sa to deje? Odpoveď je zrejmá - tento rozdiel nie je spôsobený kolísaním reliktného žiarenia, zdá sa, že existuje pohyb!
Keď sa priblížite k svetelnému zdroju alebo sa priblíži k vám, spektrálne čiary v spektre zdroja sú posunuté smerom ku kratším vlnovým dĺžkam (fialový posun), keď sa vzdialite od neho alebo on od vás, spektrálne čiary sa posunú smerom k dlhším vlnovým dĺžkam (červený posun).
Reliktné žiarenie nemôže byť viac či menej energetické, čo znamená, že sa pohybujeme vesmírom. Dopplerov jav pomáha určiť, že naša slnečná sústava sa pohybuje vzhľadom na reliktné žiarenie rýchlosťou 368 ± 2 km/sa miestna skupina galaxií, vrátane Mliečnej dráhy, galaxie Andromeda a galaxie Triangulum, sa pohybuje rýchlosťou rýchlosť 627 ± 22 km/s vzhľadom na reliktné žiarenie. Ide o takzvané zvláštne rýchlosti galaxií, ktoré dosahujú niekoľko stoviek km/s. Okrem nich existujú aj kozmologické rýchlosti v dôsledku rozpínania vesmíru a vypočítané podľa Hubbleovho zákona.
Vďaka zvyškovému žiareniu z Veľkého tresku môžeme pozorovať, že všetko vo Vesmíre sa neustále hýbe a mení. A naša galaxia je len časťou tohto procesu.
Všetci vieme, že Zem sa točí okolo Slnka. Na základe toho vzniká logická otázka: rotuje samotné slnko? A ak áno, čo je okolo? Astronómovia dostali odpoveď na túto otázku až v XX storočí.
Naša hviezda sa skutočne pohybuje a ak má Zem dva kruhy rotácie (okolo Slnka a okolo svojej osi), tak Slnko ich má tri. Navyše sa celá slnečná sústava spolu s planétami a ďalšími vesmírnymi telesami postupne vzďaľuje od stredu galaxie, pričom sa každou otáčkou posúva o niekoľko miliónov kilometrov.
Čo je slnko okolo?
Okolo čoho sa točí slnko? Je známe, že sa nachádza naša hviezda, ktorej priemer je asi 30 000 parsekov. , čo sa rovná 3,26 svetelným rokom.
V centrálnej časti Mliečnej dráhy sa nachádza relatívne malé galaktické centrum s polomerom asi 1000 parsekov. Stále v nej prebieha tvorba hviezd a nachádza sa jadro, vďaka ktorému kedysi vznikla naša hviezdna sústava.
Vzdialenosť Slnka od galaktického stredu je 26 tisíc svetelných rokov, to znamená, že sa nachádza bližšie k okrajom galaxie. Spolu so zvyškom hviezd v Mliečnej dráhe sa Slnko točí okolo tohto stredu. Priemerná rýchlosť jeho pohybu sa pohybuje od 220 do 240 km za sekundu.
Jedna revolúcia okolo centrálnej časti galaxie trvá v priemere 200 miliónov rokov. Za celú dobu svojej existencie naša planéta spolu so Slnkom preletela okolo galaktického jadra len asi 30-krát.
Prečo sa slnko točí okolo galaxie?
Rovnako ako pri rotácii Zeme, presný dôvod pohybu Slnka nebol stanovený. Podľa jednej verzie sa v galaktickom strede nachádza nejaká temná hmota (supermasívna čierna diera), ktorá ovplyvňuje tak rotáciu hviezd, ako aj ich rýchlosť. Okolo tohto otvoru je ďalší otvor s menšou hmotnosťou.
Spoločne obe hmoty pôsobia gravitačne na hviezdy v galaxii a nútia ich pohybovať sa po rôznych trajektóriách. Iní vedci sú toho názoru, že pohyb je spôsobený gravitačnými silami vychádzajúcimi z jadra Mliečnej dráhy.
Ako každý objekt, aj Slnko sa pohybuje zotrvačnosťou po priamej trajektórii, ale gravitácia galaktického stredu ho priťahuje k sebe a tým ho núti otáčať sa v kruhu.
Otáča sa slnko okolo svojej osi?
Rotácia Slnka okolo svojej osi je druhý kruh jeho pohybu. Keďže pozostáva z plynov, jeho pohyb prebieha diferencovane. 
Inými slovami, hviezda rotuje rýchlejšie na svojom rovníku a pomalšie na svojich póloch. Sledovanie rotácie Slnka okolo svojej osi je dosť ťažké, takže vedci sa musia orientovať podľa slnečných škvŕn.
V priemere sa škvrna v blízkosti slnečného rovníka otočí okolo osi Slnka a vráti sa do pôvodnej polohy za 24,47 dňa. Oblasti na póloch sa pohybujú okolo slnečnej osi za 38 dní.
Na výpočet určitej konkrétnej hodnoty sa vedci rozhodli zamerať na polohu 26 ° od rovníka, keďže približne na tomto mieste je najväčší počet slnečné škvrny. V dôsledku toho astronómovia dospeli k jedinému údaju, podľa ktorého je rýchlosť rotácie Slnka okolo vlastnej osi 25,38 dňa.
Čo je rotácia okolo vyváženého stredu?
Ako už bolo spomenuté vyššie, na rozdiel od Zeme má Slnko tri roviny rotácie. Prvý je okolo stredu galaxie, druhý okolo jej osi a tretí je takzvaný gravitačne vyvážený stred. Ak vysvetli jednoduchými slovami, potom všetky planéty, ktoré sa točia okolo Slnka, síce majú oveľa menšiu hmotnosť, ale mierne ju k sebe priťahujú.
V dôsledku týchto procesov sa v priestore otáča aj vlastná os Slnka. Pri otáčaní opisuje polomer stredového vyváženia, v rámci ktorého sa otáča. V tomto prípade aj samotné Slnko opisuje svoj polomer. Všeobecný obraz tohto pohybu je astronómom celkom jasný, ale jeho praktická zložka nie je úplne pochopená. 
Vo všeobecnosti je naša hviezda veľmi zložitým a mnohostranným systémom, preto budú musieť vedci v budúcnosti odhaliť oveľa viac jej tajomstiev a záhad.
Vrelo odporúčame sa s ním zoznámiť. Nájdete tam veľa nových priateľov. Navyše je najrýchlejší a efektívnym spôsobom kontaktujte administrátorov projektu. Sekcia Aktualizácie antivírusov naďalej funguje - vždy aktuálne bezplatné aktualizácie pre Dr Web a NOD. Nestihli ste si niečo prečítať? Celý obsah plazivej línie nájdete na tomto odkaze.
Tento článok skúma rýchlosť pohybu Slnka a Galaxie vzhľadom na rôznych systémov odpočítavanie:
Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom na najbližšie hviezdy, viditeľné hviezdy a stred Mliečnej dráhy;
Rýchlosť pohybu Galaxie vzhľadom na miestnu skupinu galaxií, vzdialené hviezdokopy a reliktné žiarenie.
Stručný popis galaxie Mliečna dráha.
Popis galaxie.
Skôr než začneme študovať rýchlosť Slnka a Galaxie vo vesmíre, spoznáme našu Galaxiu bližšie.
Žijeme akoby v obrovskom „hviezdnom meste“. Skôr v ňom „žije“ naše Slnko. Obyvateľstvo tohto „mesta“ tvoria rôzne hviezdy a „žije“ ich v ňom viac ako dvesto miliárd. Rodí sa v ňom nespočetné množstvo sĺnk, prežívajú mladosť, stredný vek i starobu – prechádzajú dlhou a ťažkou životná cesta trvajúce miliardy rokov.
Rozmery tohto „hviezdneho mesta“ – Galaxie – sú obrovské. Vzdialenosti medzi susednými hviezdami sú v priemere tisíce miliárd kilometrov (6 * 1013 km). A takýchto susedov je vyše 200 miliárd.
Ak by sme sa ponáhľali z jedného konca Galaxie na druhý rýchlosťou svetla (300 000 km/s), trvalo by to asi 100 000 rokov.
Celý náš hviezdny systém sa otáča pomaly, ako obrie koleso zložené z miliárd sĺnk.
Obežná dráha slnka
V strede Galaxie sa zjavne nachádza supermasív čierna diera(Sagittarius A *) (asi 4,3 milióna hmotností Slnka), okolo ktorého sa pravdepodobne otáča čierna diera s priemernou hmotnosťou 1 000 až 10 000 hmotností Slnka a obežnou dobou približne 100 rokov a niekoľko tisíc relatívne malých. Ich kombinované gravitačné pôsobenie na susedné hviezdy spôsobuje, že sa tieto hviezdy pohybujú po neobvyklých trajektóriách. Existujú špekulácie, že väčšina galaxií má vo svojich jadrách supermasívne čierne diery.
Centrálne oblasti Galaxie sa vyznačujú silnou koncentráciou hviezd: v každom kubickom parseku blízko stredu je ich mnoho tisíc. Vzdialenosti medzi hviezdami sú desiatky a stokrát menšie ako v blízkosti Slnka.
Galaktické jadro priťahuje všetky ostatné hviezdy veľkou silou. Ale obrovské množstvo hviezd je roztrúsených po celom „hviezdnom meste“. A tiež sa navzájom priťahujú rôznymi smermi, a to má komplexný vplyv na pohyb každej hviezdy. Preto sa Slnko a miliardy ďalších hviezd vo všeobecnosti pohybujú po kruhových dráhach alebo elipsách okolo stredu Galaxie. Ale to je len "väčšinou" - ak by sme sa pozreli pozorne, videli by sme, ako sa pohybujú po zložitejších krivkách, kľukatých dráhach medzi okolitými hviezdami.
Charakteristika galaxie Mliečna dráha:
Umiestnenie Slnka v Galaxii.
Kde je Slnko v Galaxii a pohybuje sa (a s ním aj Zem a ty a ja)? Nie sme v „centre mesta“ alebo aspoň niekde neďaleko od neho? Štúdie ukázali, že Slnko a slnečná sústava sa nachádzajú v obrovskej vzdialenosti od stredu Galaxie, bližšie k „mestským okrajom“ (26 000 ± 1 400 svetelných rokov).
Slnko sa nachádza v rovine našej Galaxie a je vzdialené 8 kpc od jej stredu a asi 25 pc (1 pc (parsek) = 3,2616 svetelných rokov) od galaktickej roviny. V oblasti Galaxie, kde sa nachádza Slnko, je hustota hviezd 0,12 hviezdy na pc3.
Model našej Galaxie
Rýchlosť Slnka v Galaxii.
Rýchlosť pohybu Slnka v Galaxii sa zvyčajne považuje za relatívne k rôznym referenčným rámcom:
Vo vzťahu k blízkym hviezdam.
Relatívne ku všetkým jasným hviezdam viditeľným voľným okom.
Vo vzťahu k medzihviezdnemu plynu.
Vo vzťahu k stredu Galaxie.
1. Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom na najbližšie hviezdy.
Rovnako ako rýchlosť letiaceho lietadla sa berie do úvahy vo vzťahu k Zemi bez toho, aby sa bral do úvahy let samotnej Zeme, tak aj rýchlosť Slnka môže byť určená vzhľadom na hviezdy, ktoré sú k nemu najbližšie. Ako napríklad hviezdy systému Sirius, Alfa Centauri atď.
Táto rýchlosť pohybu Slnka v Galaxii je relatívne nízka: iba 20 km/s alebo 4 AU. (1 astronomická jednotka sa rovná priemernej vzdialenosti od Zeme k Slnku - 149,6 milióna km.)
Slnko vo vzťahu k najbližším hviezdam sa pohybuje smerom k bodu (vrcholu) ležiacemu na hranici súhvezdí Herkula a Lýry, približne pod uhlom 25° k rovine Galaxie. Rovníkové súradnice vrcholu = 270 °, = 30 °.
2. Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom na viditeľné hviezdy.
Ak vezmeme do úvahy pohyb Slnka v galaxii Mliečna dráha vzhľadom na všetky hviezdy viditeľné bez ďalekohľadu, potom je jeho rýchlosť ešte menšia.
Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom na viditeľné hviezdy je 15 km/s alebo 3 AU.
Vrchol pohybu Slnka v tomto prípade tiež leží v súhvezdí Herkules a má tieto rovníkové súradnice: = 265 °, = 21 °.
Rýchlosť Slnka vzhľadom na blízke hviezdy a medzihviezdny plyn
3. Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom na medzihviezdny plyn.
Ďalším objektom v Galaxii, voči ktorému budeme uvažovať o rýchlosti pohybu Slnka, je medzihviezdny plyn.
Univerzálne priestory zďaleka nie sú také opustené, ako sa dlho predpokladalo. Hoci v malé množstvá, ale všade je medzihviezdny plyn, ktorý zapĺňa všetky kúty vesmíru. Medzihviezdny plyn so zdanlivou prázdnotou nevyplneného priestoru Vesmíru tvorí takmer 99 % celkovej hmotnosti všetkých vesmírnych objektov. Husté a studené formy medzihviezdneho plynu obsahujúce vodík, hélium a minimálne objemy ťažké prvky(železo, hliník, nikel, titán, vápnik) sú v molekulárnom stave a spájajú sa do rozsiahlych oblačných polí. Zvyčajne sú v zložení medzihviezdneho plynu prvky rozdelené takto: vodík - 89%, hélium - 9%, uhlík, kyslík, dusík - asi 0,2-0,3%.
Plynovo-prachový oblak IRAS 20324 + 4057 medzihviezdneho plynu a prachu s dĺžkou 1 svetelný rok, podobný pulcovi, v ktorom sa ukrýva rastúca hviezda
Mraky medzihviezdneho plynu sa môžu nielen usporiadane otáčať okolo galaktických centier, ale majú aj nestabilné zrýchlenie. V priebehu niekoľkých desiatok miliónov rokov sa navzájom dobiehajú a zrážajú, pričom vznikajú komplexy prachu a plynu.
V našej Galaxii je väčšina medzihviezdneho plynu sústredená v špirálových ramenách, ktorých jedna z chodieb sa nachádza vedľa slnečnej sústavy.
Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom na medzihviezdny plyn: 22-25 km/s.
Medzihviezdny plyn v bezprostrednej blízkosti Slnka má významnú správnu rýchlosť (20-25 km/s) vzhľadom na najbližšie hviezdy. Pod jej vplyvom sa vrchol pohybu Slnka posúva smerom k súhvezdí Ophiuchus (= 258 °, = -17 °). Rozdiel v smere jazdy je cca 45°.
4. Rýchlosť pohybu Slnka v Galaxii vzhľadom k stredu Galaxie.
V troch vyššie diskutovaných bodoch hovoríme o takzvanej zvláštnej, relatívnej rýchlosti pohybu Slnka. Inými slovami, zvláštna rýchlosť je rýchlosť vo vzťahu ku kozmickému referenčnému systému.
Ale Slnko, hviezdy k nemu najbližšie, miestny medzihviezdny mrak sa spolu zúčastňujú na väčšom pohybe - pohybe okolo stredu Galaxie.
A tu je reč už ide o úplne iných rýchlostiach.
Rýchlosť pohybu Slnka okolo stredu Galaxie je na pozemské pomery obrovská – 200 – 220 km/s (asi 850 000 km/h) alebo viac ako 40 AU. / rok.
Je nemožné určiť presnú rýchlosť Slnka okolo stredu Galaxie, pretože stred Galaxie je pred nami skrytý za hustými oblakmi medzihviezdneho prachu. Čoraz viac objavov v tejto oblasti však znižuje odhadovanú rýchlosť nášho slnka. Nedávno hovorili o 230-240 km / s.
Slnečná sústava v Galaxii sa pohybuje smerom k súhvezdí Labuť.
Pohyb Slnka v Galaxii je kolmý na smer do stredu Galaxie. Odtiaľ sú galaktické súradnice vrcholu: l = 90 °, b = 0 ° alebo v známejších rovníkových súradniciach - = 318 °, = 48 °. Pretože ide o spätný pohyb, vrchol je posunutý a dokončuje celý kruh v „galaktickom roku“, zhruba 250 miliónov rokov; jeho uhlová rýchlosť je ~ 5 "/ 1000 rokov, teda súradnice vrcholu sú za milión rokov posunuté o jeden a pol stupňa.
Naša Zem má asi 30 takýchto „galaktických rokov“.
Rýchlosť Slnka v Galaxii vzhľadom k stredu Galaxie
Mimochodom, zaujímavý fakt o rýchlosti Slnka v Galaxii:
Rýchlosť rotácie Slnka okolo stredu Galaxie sa takmer zhoduje s rýchlosťou zhutňovacej vlny, ktorá tvorí špirálové rameno. Táto situácia je atypická pre Galaxiu ako celok: špirálové ramená sa otáčajú konštantnou uhlovou rýchlosťou ako lúče v kolesách a pohyb hviezd prebieha s odlišným vzorom, takže takmer celá hviezdna populácia disku spadá do špirálové ramená alebo z nich vypadne. Jediným miestom, kde sa rýchlosti hviezd a špirálových ramien zhodujú, je takzvaný korotačný kruh a práve na tomto kruhu sa nachádza Slnko.
Pre Zem je táto okolnosť mimoriadne dôležitá, pretože v špirálových ramenách dochádza k násilným procesom, ktoré vytvárajú silné žiarenie, ktoré je deštruktívne pre všetky živé veci. A žiadna atmosféra ho nedokázala ochrániť. Naša planéta však existuje na relatívne pokojnom mieste v Galaxii a nebola vystavená týmto kozmickým kataklizmám stovky miliónov (alebo dokonca miliárd) rokov. Možno práve preto mohol život na Zemi vzniknúť a prežiť.
Rýchlosť galaxie vo vesmíre.
Rýchlosť galaxie vo vesmíre sa zvyčajne považuje za relatívne k rôznym referenčným rámcom:
Vo vzťahu k miestnej skupine galaxií (rýchlosť priblíženia sa ku galaxii Andromeda).
Vo vzťahu k vzdialeným galaxiám a kopám galaxií (rýchlosť Galaxie ako súčasti miestnej skupiny galaxií v súhvezdí Panna).
Vo vzťahu k reliktnému žiareniu (rýchlosť pohybu všetkých galaxií v najbližšej časti vesmíru k Veľkému priťahovačovi - zhluku obrovských supergalaxií).
Venujme sa každému z bodov podrobnejšie.
1. Rýchlosť galaxie Mliečna dráha smerom k Andromede.
Naša galaxia Mliečna dráha tiež nestojí, ale gravitačne priťahuje a približuje sa ku galaxii Andromeda rýchlosťou 100-150 km/s. Hlavná zložka rýchlosti konvergencie galaxií patrí do Mliečnej dráhy.
Bočná zložka pohybu nie je presne známa a obavy z kolízie sú predčasné. Ďalším príspevkom k tomuto pohybu je masívna galaxia M33, ktorá sa nachádza približne v rovnakom smere ako galaxia Andromeda. Vo všeobecnosti je rýchlosť pohybu našej Galaxie voči barycentru Miestnej skupiny galaxií približne 100 km/s v smere Andromeda / Jašterica (l = 100, b = -4, = 333, = 52) , ale tieto údaje sú stále veľmi približné. Toto je veľmi skromná relatívna rýchlosť: Galaxia sa pohybuje o svoj vlastný priemer za dve až tristo miliónov rokov, alebo veľmi približne za galaktický rok.
2. Rýchlosť galaxie Mliečna dráha smerom ku kopu Panny.
Na druhej strane skupina galaxií, ktorá zahŕňa našu Mliečnu dráhu, ako akýsi jediný celok, sa pohybuje smerom k veľkej hviezdokope v Panne rýchlosťou 400 km/s. Tento pohyb je tiež poháňaný gravitačnými silami a je uskutočňovaný vzhľadom na vzdialené kopy galaxií.
Rýchlosť galaxie Mliečna dráha smerom ku Kope Panna
3. Rýchlosť Galaxie vo vesmíre. Veľkému priťahovačovi!
Žiarenie pozadia.
Podľa teórie veľkého tresku bol raný vesmír horúcou plazmou zloženou z elektrónov, baryónov a neustále emitujúcich, absorbujúcich a reemitujúcich fotónov.
Ako sa vesmír rozpínal, plazma sa ochladzovala a v určitom štádiu sa spomalené elektróny dokázali spojiť so spomalenými protónmi (jadrá vodíka) a alfa časticami (jadrá hélia) a vytvorili atómy (tento proces sa nazýva rekombinácia).
Stalo sa to pri teplote plazmy asi 3000 K a približnom veku vesmíru 400 000 rokov. Medzi časticami bolo viac voľného priestoru, bolo menej nabitých častíc, fotóny sa tak často prestali rozptyľovať a teraz sa mohli voľne pohybovať v priestore, prakticky bez interakcie s hmotou.
Tie fotóny, ktoré boli v tom čase vyžarované plazmou smerom k budúcej polohe Zeme, sa stále dostávajú na našu planétu cez priestor rozpínajúceho sa vesmíru. Tieto fotóny tvoria reliktné žiarenie, čo je tepelné žiarenie rovnomerne vypĺňajúce vesmír.
Existenciu reliktného žiarenia v rámci teórie teoreticky predpovedal G. Gamow Veľký tresk... Jeho existencia bola experimentálne potvrdená v roku 1965.
Rýchlosť pohybu Galaxie vzhľadom na reliktné žiarenie.
Neskôr sa začalo so štúdiom rýchlosti pohybu Galaxií vzhľadom na reliktné žiarenie. Tento pohyb je určený meraním teplotnej nerovnomernosti reliktného žiarenia v rôznych smeroch.
Teplota žiarenia má maximum v smere jazdy a minimum v opačnom smere. Stupeň odchýlky rozloženia teploty od izotropného (2,7 K) závisí od veľkosti rýchlosti. Z analýzy pozorovacích údajov vyplýva, že Slnko sa voči reliktnému žiareniu pohybuje rýchlosťou 400 km/s v smere = 11,6, = -12.
Takéto merania ukázali aj ďalšiu dôležitú vec: všetky galaxie v najbližšej časti Vesmíru, teda nielen tú našu Miestna skupina, ale aj klaster Virgo a ďalšie klastre, sa pohybujú vzhľadom na CMB na pozadí neočakávane vysokou rýchlosťou.
Pre Miestnu skupinu galaxií je to 600-650 km/s s vrcholom v súhvezdí Hydra (= 166, = -27). Vyzerá to tak, že niekde v hlbinách Vesmíru je obrovský zhluk mnohých superklastrov, ktoré priťahujú hmotu našej časti Vesmíru. Tento klaster bol pomenovaný Veľký atraktor- od anglické slovo"Atract" - prilákať.
Keďže galaxie, ktoré sú súčasťou Veľkého priťahovača, sú skryté medzihviezdnym prachom, ktorý je súčasťou Mliečnej dráhy, bolo možné atraktor zmapovať až v r. posledné roky pomocou rádioteleskopov.
Veľký atraktor sa nachádza na priesečníku niekoľkých superkopy galaxií. Priemerná hustota hmoty v tejto oblasti nie je oveľa vyššia ako priemerná hustota vesmíru. Ale vďaka svojej gigantickej veľkosti sa jej hmotnosť ukáže byť taká veľká a sila príťažlivosti je taká obrovská, že nielen naša hviezdna sústava, ale aj ostatné galaxie a ich zhluky v okolí sa pohybujú v smere k Veľkému priťahovačovi a vytvárajú obrovský prúd galaxií.
Rýchlosť galaxie vo vesmíre. Veľkému priťahovačovi!
Poďme si to teda zhrnúť.
Rýchlosť Slnka v Galaxii a Galaxie vo vesmíre. Súhrnná tabuľka.
Hierarchia pohybov, na ktorých sa naša planéta podieľa:
Rotácia Zeme okolo Slnka;
Rotácia so Slnkom okolo stredu našej Galaxie;
Pohyb vzhľadom k stredu Miestnej skupiny galaxií spolu s celou Galaxiou pod vplyvom gravitačnej príťažlivosti súhvezdia Andromeda (galaxia M31);
Pohyb smerom k zhluku galaxií v súhvezdí Panna;
Pohyb smerom k Veľkému priťahovačovi.
Rýchlosť Slnka v galaxii a rýchlosť galaxie Mliečna dráha vo vesmíre. Súhrnná tabuľka.
Je ťažké si to predstaviť a ešte ťažšie vypočítať, ako ďaleko sa posúvame každou sekundou. Tieto vzdialenosti sú obrovské a chyby v takýchto výpočtoch sú stále dosť veľké. To je to, čo má dnes veda k dispozícii.
Pred Mikulášom Kopernikom (1473-1543) vedci verili, že Zem je v strede sveta a všetky planéty, potom ich bolo známych päť (Merkúr, Venuša, Mars, Jupiter a Saturn) a Slnko sa točí okolo zem. O hypotézach o nájdení Zeme na chrbte slona, korytnačky alebo akýchkoľvek iných plazov či cicavcov ani nehovorím.
V roku Kopernikovej smrti (1543) vyšlo v latinčine jeho viaczväzkové dielo „O obehu nebeských sfér“, opisujúce nový systém vesmíru, v strede ktorého bolo Slnko a všetky planéty, už v počte šesť (s pridaním piatich známych planét a Zeme) rotuje po kruhových dráhach okolo stredu – Slnka.
Ďalší krok v konštrukcii slnečnej sústavy urobil v roku 1609 Johannes Kepler (1571-1630), ktorý pomocou presných astrometrických pozorovaní pohybu planét (najmä dánskeho astronóma Tycha Brahe (1546-1601)) dokázal, ), že planéty sa nepohybujú po kruhoch, ale po elipsách so zameraním na Slnko.
Experimentálne, teda pozorovacie potvrdenie Kopernikovej teórie získal Galileo Galilei (1564-1642), ktorý pomocou ďalekohľadu pozoroval fázy Venuše a Merkúra, čím potvrdil Koperníkovu (tj heliocentrickú) sústavu vesmíru.
A nakoniec odvodil Isaac Newton (1642-1727). diferenciálne rovnice nebeská mechanika, ktorá umožnila vypočítať súradnice planét slnečnej sústavy a vysvetlila, prečo sa pohybujú v prvej aproximácii po elipsách. Neskôr, prácami veľkých mechanikov a matematikov 18. a 19. storočia, bola vytvorená poruchová teória, ktorá umožnila vziať do úvahy gravitačnú interakciu planét na seba. Takto boli porovnaním pozorovaní a výpočtov objavené vzdialené planéty Neptún (Adams a Le Verrier, 1856) a Pluto (1932), hoci minulý rok bolo Pluto administratívne vymazané zo zoznamu planét. Dnes existuje šesť zaneptúnskych planét veľkosti Pluta a ešte o niečo viac.
V polovici 19. storočia dosahovala astrometrická presnosť určovania súradníc hviezd stotiny oblúka. Potom sa pri niektorých jasných hviezdach zistilo, že ich súradnice sa líšia od súradníc nameraných pred niekoľkými storočiami. Prvým takýmto starožitným katalógom bol katalóg Hipparcha a Ptolemaia (190 pred Kr.) a v oveľa neskoršom období ranej renesancie katalóg Ulugbeka (1394 – 1449). Objavil sa koncept „správneho pohybu hviezd“, ktorý sa predtým a dokonca aj dnes podľa tradície nazýva „stále hviezdy“.
William Herschel (1738–1822) pozorne študoval tieto správne pohyby a upozornil na ich systematické rozloženie a urobil z toho správny a dosť netriviálny záver: súčasťou správneho pohybu hviezd nie je pohyb týchto hviezd, ale odraz hviezd. pohyb nášho Slnka relatívne blízko k hviezdam Slnka. Podobne vidíme pohyb blízkych stromov relatívne vzdialených, keď ideme autom (alebo ešte lepšie koňom) po lesnej ceste.
Zvýšením počtu hviezd s nameranými správnymi pohybmi bolo možné určiť, že naše Slnko letí v smere súhvezdia Herkula, do bodu nazývaného vrchol so súradnicami α = 270 ° a δ = 30 ° pri rýchlosť 19,2 km/s. Toto je vlastný "zvláštny" pohyb Slnka so všetkými planétami, medziplanetárnym prachom a asteroidmi vo vzťahu k asi stovke hviezd, ktoré sú nám najbližšie. Vzdialenosti k týmto hviezdam sú malé, niečo okolo 100-300 svetelných rokov. Všetky tieto hviezdy sú zapojené všeobecný pohyb okolo stredu našej Galaxie rýchlosťou asi 250 km/s. Samotný stred Galaxie sa nachádza v súhvezdí Strelec, vo vzdialenosti asi 25 tisíc svetelných rokov od Slnka. Pohyb Slnka medzi hviezdami pripomína pohyb pakomára v oblaku, pričom celý oblak letí oproti stromom v lese oveľa väčšou rýchlosťou.
Samozrejme, celá naša obria Galaxia sama o sebe lieta v porovnaní s inými galaxiami. Rýchlosti jednotlivých galaxií dosahujú stovky a tisíce km/s. Niektoré galaxie sa k nám približujú, ako napríklad známa hmlovina Andromeda, iné sa od nás vzďaľujú.
Všetky galaxie a kopy galaxií sa tiež podieľajú na všeobecnej kozmologickej expanzii, ktorá je však badateľná až v mierkach viac ako 10-30 miliónov svetelných rokov. Veľkosť tejto rýchlosti expanzie lineárne závisí od vzdialenosti medzi galaxiami alebo ich kopami a je podľa moderných meraní asi 25 km/s so vzdialenosťou medzi galaxiami milión svetelných rokov.
Možno však vyzdvihnúť aj špeciálny referenčný systém, a to pole reliktného 3K submilimetrového žiarenia. Tam, kde lietame, je teplota tohto žiarenia o niečo vyššia a odkiaľ lietame - nižšia. Rozdiel medzi týmito teplotami je 0,006706 K. Toto je takzvaná "dipólová zložka" anizotropie CMB. Rýchlosť pohybu Slnka vzhľadom na reliktné žiarenie je 627 ± 22 km / s a bez zohľadnenia pohybu Miestnej skupiny galaxií - 370 km / s v smere súhvezdia Panny.
Je teda ťažké dať odpoveď na otázku, kam letí naše Slnko a akou rýchlosťou. Je potrebné okamžite určiť: relatívne k čomu a v akom súradnicovom systéme.
V roku 1961 naša skupina zo Štátneho astronomického ústavu. Moskovská štátna univerzita PK Shternberg uskutočnila pozorovania rozptýleného slnečného ultrafialového žiarenia v líniách vodíka (1215A) a kyslíka (1300A) z vysokohorských geofyzikálnych rakiet, ktoré vystúpili do výšky 500 km. V tomto čase začal Sovietsky zväz vďaka návrhu akademika S.P.Koroleva systematicky spúšťať medziplanetárne stanice, preletové aj pristávacie, na Mars a Venušu. Prirodzene sme sa tiež rozhodli pokúsiť sa nájsť rovnakú rozšírenú vodíkovú korónu na Venuši a Marse ako na Zemi.
Počas týchto štartov sa nám podarilo vystopovať stopy neutrálneho atómového vodíka až do vzdialenosti 125 000 km od Zeme, teda do 25 polomerov Zeme. Hustota vodíka v takýchto vzdialenostiach od Zeme bola len asi 1 atóm na cm 3, čo je o 19 rádov menej ako koncentrácia vzduchu na hladine mora! Na naše veľké prekvapenie sa však ukázalo, že intenzita rozptýleného žiarenia v Lyman-alfa línii s vlnovou dĺžkou 1215A na ešte väčšie vzdialenosti neklesá k nule, ale zostáva konštantná a dosť vysoká a intenzita sa mení o faktor 2, v závislosti od toho, kam sa náš malý ďalekohľad pozeral.
Najprv sme predpokladali, že ide o žiariace vzdialené hviezdy, no výpočet ukázal, že takáto žiara by mala byť o mnoho rádov nižšia. Zanedbateľný obsah kozmického prachu v medzihviezdnom médiu by toto žiarenie úplne „zožral“. Predĺžená slnečná koróna mala byť podľa teórie takmer úplne ionizovaná a nemali by tam byť neutrálne atómy.
Zostalo len medzihviezdne médium, ktoré v blízkosti Slnka mohlo byť do značnej miery neutrálne, čo vysvetľuje efekt, ktorý sme objavili. Dva roky po našej publikácii J.-E. Blamon a J.-J. Bertaud z Aeronomy Service of France z amerického satelitu OGO-V objavil geometrickú paralaxu oblasti maximálnej svietivosti v čiare Lyman-alfa, čo umožnilo okamžite odhadnúť vzdialenosť k nej. Ukázalo sa, že táto hodnota sa rovná asi 25 astronomickým jednotkám. Boli určené aj súradnice tohto maxima. Obraz sa začal vyjasňovať. Rozhodujúcim spôsobom k tomuto problému prispeli dvaja nemeckí fyzici - P. V. Bloom a H. J. Far, ktorí poukázali na úlohu pohybu Slnka voči medzihviezdnemu médiu. Aby sme zmerali všetky parametre tohto pohybu, v roku 1975 sme spolu s už spomínanými francúzskymi špecialistami uskutočnili dva špeciálne experimenty na domácich družiciach Prognoz-5 a Prognoz-6. Tieto satelity umožnili získať mapu celej oblohy v línii Lyman-alfa, ako aj zmerať teplotu neutrálnych atómov vodíka v medzihviezdnom prostredí. Hustota týchto atómov bola určená „v nekonečne“, teda ďaleko od Slnka, rýchlosť a smer pohybu Slnka vzhľadom na miestne medzihviezdne médium.
Ukázalo sa, že hustota atómov sa rovná 0,06 atómu / cm3 a rýchlosť - 25 km / s. Rozpracovaná bola aj teória prieniku atómov medzihviezdneho prostredia do slnečnej sústavy. Ukázalo sa, že neutrálne atómy vodíka letiace v blízkosti Slnka po hyperbolických trajektóriách sú ionizované dvoma mechanizmami. Prvým z nich je fotoionizácia ultrafialovým a röntgenovým žiarením Slnka s vlnovými dĺžkami kratšími ako 912A a druhým mechanizmom je dobíjanie (výmena elektrónov) protónmi slnečného vetra, ktoré prenikajú do celej slnečnej sústavy. Druhý ionizačný mechanizmus sa ukázal byť 2-3 krát účinnejší ako prvý. Slnečný vietor je zastavený medzihviezdnym magnetickým poľom vo vzdialenosti asi 100 astronomických jednotiek a medzihviezdne médium, dopadajúce na slnečnú sústavu, vo vzdialenosti 200 AU.
Medzi týmito dvoma rázovými vlnami (pravdepodobne nadzvukovými) sa nachádza oblasť veľmi horúcej, plne ionizovanej plazmy s teplotou 10 7 alebo dokonca 10 8 K. Otázka interakcie dopadajúcich neutrálnych atómov vodíka s horúcou plazmou v tejto medzioblasti je mimoriadne zaujímavý. Pri dobíjaní medzihviezdnych, relatívne studených atómov medzihviezdneho média s horúcimi protónmi v tejto oblasti, neutrálnych atómov s veľmi vysoká teplota a zodpovedajúca rýchlosť uvedená vyššie. Prenikajú do celej slnečnej sústavy a môžu sa zaregistrovať na Zemi. Za týmto účelom bol pred 2 rokmi v USA vypustený špeciálny satelit Zeme IBEX, ktorý úspešne pracuje na riešení týchto a súvisiacich problémov. Efekt „úteku“ nami objaveného medzihviezdneho média sa nazýva „medzihviezdny vietor“.
Aby sme túto nejasnú otázku obišli, naša skupina uskutočnila cyklus pozorovaní zo satelitu Prognoz v línii neutrálneho hélia s vlnovou dĺžkou 584A. Hélium sa nezúčastňuje procesu nabíjania protónmi slnečného vetra a takmer nie je ionizované slnečným ultrafialovým svetlom. Práve vďaka tomu sa za ním sústreďujú atómy neutrálneho hélia, ktoré prelietavajú hyperbolami okolo Slnka a vytvárajú kužeľ so zvýšenou hustotou, ktorý sme pozorovali. Os tohto kužeľa nám udáva smer pohybu Slnka voči lokálnemu medzihviezdnemu prostrediu a jeho divergencia umožňuje určiť teplotu atómov hélia v medzihviezdnom prostredí ďaleko od Slnka.
Naše výsledky pre hélium sú vo vynikajúcej zhode s meraniami pre atómový vodík. Ukázalo sa, že hustota atómového hélia „v nekonečne“ sa rovná 0,018 atómu / cm3, čo umožnilo určiť stupeň ionizácie atómového vodíka za predpokladu, že množstvo hélia sa rovná štandardu pre medzihviezdne médium. . To zodpovedá 10–30 % stupňa ionizácie atómového vodíka. Hustota a teplota nami nájdeného atómového vodíka presne zodpovedá zóne neutrálneho vodíka s mierne zvýšenou teplotou - 12 000 K.
V roku 2000 dokázali nemeckí astronómovia na čele s H. Rosenbauerom priamo odhaliť neutrálne atómy hélia vstupujúce do slnečnej sústavy z medzihviezdneho prostredia na mimoekliptickej lodi Ulysses. Určili parametre „medzihviezdneho vetra“ (hustotu atómového hélia, rýchlosť a smer pohybu Slnka vzhľadom na miestne medzihviezdne prostredie). Výsledky priamych meraní atómov hélia boli vo výbornej zhode s našimi optickými meraniami.
Toto je príbeh o objave ďalšieho pohybu nášho Slnka.
