รอบที่ดวงอาทิตย์หมุน ความเร็วการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และกาแล็กซีในจักรวาล ลักษณะของกาแล็กซีทางช้างเผือก
ใครก็ตามที่แม้แต่นอนบนโซฟาหรือนั่งใกล้คอมพิวเตอร์ก็ยังเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องในอวกาศรอบนอกนี้มีทิศทางที่หลากหลายและความเร็วมหาศาล ประการแรก โลกเคลื่อนที่รอบแกนของมัน นอกจากนี้ ดาวเคราะห์ยังโคจรรอบดวงอาทิตย์อีกด้วย แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด เราครอบคลุมระยะทางที่น่าประทับใจมากขึ้นพร้อมกับระบบสุริยะ
ดวงอาทิตย์เป็นดาวดวงหนึ่งที่อยู่ในระนาบของทางช้างเผือกหรือเพียงแค่กาแล็กซี ห่างจากศูนย์กลาง 8 kpc และ 25 pc จากระนาบดาราจักร ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในภูมิภาคกาแล็กซีของเราอยู่ที่ประมาณ 0.12 ดาวต่อพีซี3 ตำแหน่ง ระบบสุริยะไม่คงอยู่ถาวร: มีการเคลื่อนที่คงที่สัมพันธ์กับดาวฤกษ์ใกล้เคียง ก๊าซระหว่างดวงดาว และสุดท้ายรอบใจกลางทางช้างเผือก เป็นครั้งแรกที่ William Herschel สังเกตเห็นการเคลื่อนที่ของระบบสุริยะในกาแลคซี
เคลื่อนที่สัมพันธ์กับดาวใกล้เคียง
ความเร็วของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ไปยังเส้นขอบของกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีสและไลราคือ 4 ก. ต่อปี หรือ 20 กม./วิ. เวกเตอร์ความเร็วมุ่งตรงไปยังจุดยอดที่เรียกว่าจุดยอด ซึ่งเป็นจุดที่การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ใกล้เคียงอื่น ๆ ก็ถูกชี้นำเช่นกัน ทิศทางความเร็วของดาว รวมทั้ง ดวงอาทิตย์ตัดกันที่จุดตรงข้ามกับยอด เรียกว่าแอนทีเพ็กซ์
เคลื่อนที่สัมพันธ์กับดวงดาวที่มองเห็นได้
แยกจากกัน การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับดาวสว่างซึ่งสามารถมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ นี่เป็นข้อบ่งชี้การเคลื่อนที่มาตรฐานของดวงอาทิตย์ ความเร็วของการเคลื่อนไหวดังกล่าวคือ 3 AU ต่อปีหรือ 15 กม./วินาที
เคลื่อนที่สัมพันธ์กับอวกาศระหว่างดวงดาว
ส่วนอวกาศระหว่างดวงดาวนั้นระบบสุริยะเคลื่อนที่เร็วขึ้นแล้ว ความเร็ว 22-25 กม./วินาที ในกรณีนี้ ภายใต้อิทธิพลของ "ลมระหว่างดวงดาว" ที่ "พัด" จากทางใต้ของกาแล็กซี่ จุดยอดจะเปลี่ยนเป็นกลุ่มดาวโอฟิอูคัส กะว่าจะอยู่ที่ประมาณ 50
เคลื่อนที่รอบศูนย์กลางทางช้างเผือก
ระบบสุริยะมีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กับศูนย์กลางของกาแล็กซีของเรา มันเคลื่อนเข้าหากลุ่มดาวซิกนัส ความเร็วประมาณ 40 AU ต่อปี หรือ 200 กม./วินาที ใช้เวลา 220 ล้านปีในการหมุนเวียนทั้งหมด เป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดความเร็วที่แน่นอน เนื่องจากจุดยอด (ศูนย์กลางของกาแล็กซี่) ซ่อนตัวจากเราหลังกลุ่มเมฆฝุ่นในอวกาศที่หนาแน่น จุดสูงสุดเปลี่ยนไป 1.5 ° ทุก ๆ ล้านปี และทำให้วงกลมเต็มใน 250 ล้านปี หรือ 1 "ปีกาแล็กซี
เดินทางไปสุดขอบทางช้างเผือก
การเคลื่อนที่ของกาแล็กซี่ในอวกาศ
กาแล็กซี่ของเราไม่หยุดนิ่ง แต่เข้าใกล้กาแลคซีแอนโดรเมดาด้วยความเร็ว 100-150 กม. / วินาที กลุ่มดาราจักรซึ่งรวมถึงทางช้างเผือกกำลังเคลื่อนเข้าหากระจุกดาวราศีกันย์ขนาดใหญ่ด้วยความเร็ว 400 กม./วินาที เป็นการยากที่จะจินตนาการ และยิ่งยากที่จะคำนวณว่าเราเดินทางในแต่ละวินาทีได้ไกลแค่ไหน ระยะทางเหล่านี้มีขนาดใหญ่มาก และข้อผิดพลาดในการคำนวณดังกล่าวยังค่อนข้างใหญ่
คุณกำลังนั่ง ยืน หรือนอนขณะอ่านบทความนี้ และไม่รู้สึกว่าโลกหมุนบนแกนของมันด้วยความเร็วที่จุดแตกหัก - ประมาณ 1,700 กม. / ชม. ที่เส้นศูนย์สูตร อย่างไรก็ตาม ความเร็วในการหมุนดูเหมือนจะไม่เร็วนักเมื่อแปลงเป็น km/s ผลลัพธ์คือ 0.5 กม. / วินาที - แฟลชบนเรดาร์แทบไม่สังเกตเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับความเร็วอื่น ๆ รอบตัวเรา
เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ และเพื่อที่จะอยู่ในวงโคจรของมัน มันจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 30 กม. / วินาที ดาวศุกร์และดาวพุธซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก เคลื่อนที่เร็วกว่า ดาวอังคารซึ่งโคจรผ่านพ้นวงโคจรของโลก เคลื่อนที่ช้ากว่ามันมาก
แต่แม้ดวงอาทิตย์จะไม่ยืนอยู่ในที่เดียว กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั้นใหญ่ มหึมา และเคลื่อนที่ได้! ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ เมฆก๊าซ อนุภาคฝุ่น หลุมดำ สสารมืด ล้วนเคลื่อนที่สัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวลร่วม
นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากใจกลางดาราจักรของเราเป็นระยะทาง 25,000 ปีแสง และเคลื่อนที่เป็นวงโคจรวงรี ทำให้เกิดการปฏิวัติอย่างสมบูรณ์ทุกๆ 220-250 ล้านปี ปรากฎว่าความเร็วของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 200-220 km / s ซึ่งสูงกว่าความเร็วของการเคลื่อนที่ของโลกรอบแกนหลายร้อยเท่าและสูงกว่าความเร็วของการเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์หลายสิบเท่า นี่คือลักษณะการเคลื่อนที่ของระบบสุริยะของเรา
กาแล็กซี่อยู่นิ่งหรือไม่? อีกครั้งไม่มี วัตถุอวกาศยักษ์มีมวลมากจึงสร้างความแข็งแกร่ง สนามโน้มถ่วง... ให้เวลาจักรวาลบ้าง (และเรามี - ประมาณ 13.8 พันล้านปี) แล้วทุกอย่างจะเริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางของแรงดึงดูดที่ยิ่งใหญ่ที่สุด นี่คือสาเหตุที่จักรวาลไม่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ประกอบด้วยดาราจักรและกลุ่มดาราจักร
สิ่งนี้มีความหมายต่อเราอย่างไร?
ซึ่งหมายความว่าทางช้างเผือกกำลังดึงเข้าหาตัวเองโดยดาราจักรอื่นและกลุ่มดาราจักรอื่นในบริเวณใกล้เคียง ซึ่งหมายความว่าวัตถุขนาดใหญ่ครอบงำกระบวนการนี้ และนี่หมายความว่าไม่เพียงแต่กาแล็กซี่ของเราเท่านั้น แต่ทุกคนที่อยู่รอบตัวเราได้รับอิทธิพลจาก "รถแทรกเตอร์" เหล่านี้ เราเริ่มเข้าใจมากขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นกับเราในอวกาศ แต่เรายังขาดข้อเท็จจริง เช่น
- อะไรคือเงื่อนไขเริ่มต้นที่จักรวาลถือกำเนิดขึ้น
- มวลต่างๆ ในดาราจักรเคลื่อนที่และเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
- ทางช้างเผือกและดาราจักรและกระจุกรอบๆ ก่อตัวอย่างไร
- และมันเกิดขึ้นได้อย่างไรในตอนนี้
อย่างไรก็ตาม มีเคล็ดลับที่จะช่วยให้เราเข้าใจได้
จักรวาลเต็มไปด้วยรังสีที่ระลึกที่มีอุณหภูมิ 2.725 K ซึ่งได้รับการอนุรักษ์ไว้ตั้งแต่สมัยบิกแบง ในบางสถานที่มีการเบี่ยงเบนเล็กน้อย - ประมาณ 100 μK แต่พื้นหลังอุณหภูมิโดยรวมคงที่
ทั้งนี้เป็นเพราะเอกภพก่อตัวขึ้นในบิกแบงเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน และยังคงขยายตัวและเย็นลง
380,000 ปีหลังจากบิกแบง เอกภพเย็นตัวลงจนมีอุณหภูมิจนทำให้เกิดอะตอมไฮโดรเจนได้ ก่อนหน้านั้นโฟตอนมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคพลาสม่าที่เหลืออย่างต่อเนื่อง: พวกมันชนกับพวกมันและแลกเปลี่ยนพลังงาน เมื่อจักรวาลเย็นตัวลง อนุภาคที่มีประจุก็น้อยลง และช่องว่างระหว่างพวกมันก็ใหญ่ขึ้น โฟตอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในอวกาศ รังสีที่ระลึกคือโฟตอนที่พลาสมาปล่อยออกมาไปยังตำแหน่งในอนาคตของโลก แต่หนีไม่พ้นการกระเจิง เนื่องจากการรวมตัวกันใหม่ได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว พวกเขาไปถึงโลกผ่านอวกาศของจักรวาลซึ่งยังคงขยายตัวต่อไป
คุณเองก็สามารถ "มองเห็น" รังสีนี้ได้ การรบกวนที่เกิดขึ้นในช่องทีวีเปล่าเมื่อใช้เสาอากาศธรรมดาเช่นหูกระต่ายคือ 1% เนื่องจากการแผ่รังสีที่ระลึก
แต่ถึงกระนั้น อุณหภูมิของพื้นหลังที่ระลึกก็ไม่เท่ากันในทุกทิศทาง จากผลการศึกษาภารกิจพลังค์ อุณหภูมิแตกต่างกันเล็กน้อยในซีกโลกตรงข้ามของทรงกลมท้องฟ้า: สูงขึ้นเล็กน้อยในพื้นที่ของท้องฟ้าทางตอนใต้ของสุริยุปราคา - ประมาณ 2.728 K และต่ำกว่าในอีกครึ่งหนึ่ง - ประมาณ 2.722 ก.
แผนที่พื้นหลังไมโครเวฟที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์พลังค์ ความแตกต่างนี้มากกว่าความผันผวนของอุณหภูมิ CMB ที่เหลือเกือบ 100 เท่า และทำให้เข้าใจผิด ทำไมมันเกิดขึ้น? คำตอบนั้นชัดเจน - ความแตกต่างนี้ไม่ได้เกิดจากความผันผวนของ CMB แต่ปรากฏขึ้นเพราะมีการเคลื่อนไหว!
เมื่อคุณเข้าใกล้แหล่งกำเนิดแสงหรือเข้าใกล้คุณ เส้นสเปกตรัมในสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดจะเปลี่ยนไปทางคลื่นสั้น (การเปลี่ยนสีม่วง) เมื่อคุณเคลื่อนตัวออกห่างจากเขาหรือเขาจากคุณ - เส้นสเปกตรัมจะเปลี่ยนเป็นคลื่นยาว (redshift ).
รังสีที่ระลึกไม่สามารถมีพลังมากหรือน้อยซึ่งหมายความว่าเรากำลังเคลื่อนที่ผ่านอวกาศ เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ช่วยระบุว่าระบบสุริยะของเรากำลังเคลื่อนที่สัมพันธ์กับการแผ่รังสีวัตถุด้วยความเร็ว 368 ± 2 กม. / วินาที และกลุ่มดาราจักรในท้องถิ่น รวมทั้งทางช้างเผือก ดาราจักรแอนโดรเมดา และดาราจักรรูปสามเหลี่ยมกำลังเคลื่อนที่ที่ ความเร็ว 627 ± 22 km / s เทียบกับรังสีที่ระลึก สิ่งเหล่านี้เรียกว่าความเร็วแปลกประหลาดของดาราจักรซึ่งมีค่าหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที นอกจากนี้ยังมีความเร็วจักรวาลเนื่องจากการขยายตัวของจักรวาลและคำนวณตามกฎของฮับเบิล
ขอบคุณรังสีตกค้างจากบิ๊กแบง เราสามารถสังเกตได้ว่าทุกสิ่งในจักรวาลมีการเคลื่อนไหวและเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และกาแล็กซี่ของเราเป็นเพียงส่วนหนึ่งของกระบวนการนี้
เราทุกคนรู้ว่าโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ จากสิ่งนี้ คำถามตามธรรมชาติจึงเกิดขึ้น: ดวงอาทิตย์หมุนเองหรือไม่? และถ้าเป็นเช่นนั้นสิ่งที่อยู่รอบ ๆ ? นักดาราศาสตร์ได้รับคำตอบสำหรับคำถามนี้เฉพาะในศตวรรษที่ XX
ดาวของเราเคลื่อนที่จริงๆ และถ้าโลกมีวงกลมหมุนสองวง (รอบดวงอาทิตย์และรอบแกนของมัน) ดวงอาทิตย์จะมีวงกลมสามวง ยิ่งกว่านั้น ระบบสุริยะทั้งหมด รวมทั้งดาวเคราะห์และวัตถุในจักรวาลอื่นๆ จะค่อยๆ เคลื่อนตัวออกจากใจกลางดาราจักร โดยเคลื่อนที่ไปหลายล้านกิโลเมตรในแต่ละครั้ง
ดวงอาทิตย์อยู่รอบ ๆ อะไร?
ดวงอาทิตย์โคจรรอบอะไร? เป็นที่ทราบกันว่าดาวของเราตั้งอยู่ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30,000 พาร์เซก เท่ากับ 3.26 ปีแสง
ในภาคกลางของทางช้างเผือก มีศูนย์กลางทางช้างเผือกที่ค่อนข้างเล็กและมีรัศมีประมาณ 1,000 พาร์เซก การก่อตัวของดาวยังคงเกิดขึ้นในนั้นและแกนกลางตั้งอยู่ซึ่งต้องขอบคุณระบบดาวของเราที่ครั้งหนึ่งเคยเกิดขึ้น
ระยะทางของดวงอาทิตย์จากใจกลางกาแลคซี่คือ 26,000 ปีแสง กล่าวคือมันตั้งอยู่ใกล้กับขอบของดาราจักรมากขึ้น ร่วมกับดวงดาวอื่นๆ ในทางช้างเผือก ดวงอาทิตย์โคจรรอบศูนย์กลางนี้ ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่แตกต่างกันไปจาก 220 ถึง 240 กม. ต่อวินาที
การปฏิวัติรอบใจกลางดาราจักรหนึ่งครั้งใช้เวลาประมาณ 200 ล้านปี ตลอดระยะเวลาการดำรงอยู่ของมัน โลกของเราพร้อมกับดวงอาทิตย์ได้บินรอบแกนกาแลคซีเพียงประมาณ 30 ครั้งเท่านั้น
ทำไมดวงอาทิตย์โคจรรอบกาแลคซี?
เช่นเดียวกับการหมุนของโลก เหตุผลที่แน่นอนสำหรับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ตามรุ่นหนึ่ง มีสสารมืด (หลุมดำมวลมหาศาล) ในใจกลางกาแลคซี่ ซึ่งส่งผลต่อทั้งการหมุนของดาวและความเร็วของพวกมัน รอบหลุมนี้เป็นอีกหลุมที่มีมวลน้อยกว่า
เมื่อรวมกันแล้ว สสารทั้งสองก็ส่งผลกระทบโน้มถ่วงต่อดวงดาวในดาราจักรและบังคับให้พวกมันเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่แตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ มีความเห็นว่าการเคลื่อนที่นั้นเกิดจากแรงโน้มถ่วงที่เล็ดลอดออกมาจากแกนกลางของทางช้างเผือก
เช่นเดียวกับวัตถุใดๆ ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยไปตามวิถีโคจรตรง แต่แรงโน้มถ่วงของศูนย์กลางกาแลกติกดึงดูดเข้าหาตัวมันเอง และด้วยเหตุนี้จึงบังคับให้หมุนเป็นวงกลม
ดวงอาทิตย์หมุนรอบแกนหรือไม่?
การหมุนของดวงอาทิตย์รอบแกนเป็นวงกลมที่สองของการเคลื่อนที่ เนื่องจากประกอบด้วยก๊าซ การเคลื่อนที่จึงเกิดขึ้นในลักษณะที่แตกต่างกัน 
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดาวจะหมุนเร็วขึ้นที่เส้นศูนย์สูตร และช้าลงที่ขั้วของมัน การติดตามการหมุนของดวงอาทิตย์รอบแกนของมันนั้นค่อนข้างยาก ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องนำทางโดยจุดบอดบนดวงอาทิตย์
โดยเฉลี่ยแล้ว จุดที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรจะหมุนรอบแกนของดวงอาทิตย์และกลับสู่ตำแหน่งเดิมใน 24.47 วัน บริเวณที่ขั้วจะเคลื่อนที่รอบแกนสุริยะใน 38 วัน
ในการคำนวณหาค่าเฉพาะ นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะโฟกัสที่ตำแหน่ง 26° จากเส้นศูนย์สูตร เนื่องจากในที่นี้มีประมาณ จำนวนมากที่สุดจุดบอดบนดวงอาทิตย์ เป็นผลให้นักดาราศาสตร์มาถึงร่างเดียวตามความเร็วของการหมุนของดวงอาทิตย์รอบแกนของตัวเองคือ 25.38 วัน
การหมุนรอบศูนย์กลางที่สมดุลคืออะไร?
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ดวงอาทิตย์มีระนาบการหมุนสามระนาบต่างจากโลก อันแรกอยู่รอบศูนย์กลางของดาราจักร อันที่สองอยู่รอบแกนของมัน และอันที่สามคือศูนย์ถ่วงดุลโน้มถ่วงที่เรียกว่า ถ้าอธิบาย พูดง่ายๆจากนั้นดาวเคราะห์ทุกดวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ถึงแม้ว่าจะมีมวลน้อยกว่ามาก แต่ก็ดึงดูดเข้าหาตัวเองเล็กน้อย
จากกระบวนการเหล่านี้ แกนของดวงอาทิตย์เองก็หมุนในอวกาศเช่นกัน เมื่อหมุน จะอธิบายรัศมีของการปรับสมดุลศูนย์กลางภายในที่หมุน ในกรณีนี้ ดวงอาทิตย์เองก็อธิบายรัศมีของมันเช่นกัน ภาพทั่วไปของการเคลื่อนไหวนี้ค่อนข้างชัดเจนสำหรับนักดาราศาสตร์ แต่องค์ประกอบในทางปฏิบัติยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ 
โดยทั่วไปแล้ว ดาวของเราเป็นระบบที่ซับซ้อนและมีหลายแง่มุม ดังนั้น ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์จะต้องเปิดเผยความลับและความลึกลับอีกมากมาย
เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้รู้จักเขา คุณจะพบเพื่อนใหม่มากมายที่นั่น นอกจากนี้ยังเร็วที่สุดและ วิธีที่มีประสิทธิภาพติดต่อผู้ดูแลระบบโครงการ ส่วนการอัพเดทแอนตี้ไวรัสยังคงทำงาน - อัพเดทฟรีอยู่เสมอสำหรับ Dr Web และ NOD ไม่มีเวลาอ่านอะไร? เนื้อหาแบบเต็มของสายคืบคลานสามารถพบได้ที่ลิงค์นี้
บทความนี้จะตรวจสอบความเร็วของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และกาแล็กซีที่สัมพันธ์กับ ระบบต่างๆนับถอยหลัง:
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในดาราจักรสัมพันธ์กับดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด ดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้ และศูนย์กลางของทางช้างเผือก
ความเร็วการเคลื่อนที่ของดาราจักรสัมพันธ์กับกลุ่มดาราจักรในท้องถิ่น กระจุกดาวที่อยู่ห่างไกล และการแผ่รังสีวัตถุโบราณ
คำอธิบายสั้น ๆ ของกาแล็กซีทางช้างเผือก
คำอธิบายของกาแล็กซี่
ก่อนเริ่มศึกษาความเร็วการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และกาแล็กซี่ในจักรวาล มาทำความรู้จักกาแล็กซี่ของเรากันดีกว่า
เราอาศัยอยู่ใน "เมืองแห่งดวงดาว" ที่ใหญ่โตอย่างที่เคยเป็นมา แต่ดวงอาทิตย์ของเรา "มีชีวิตอยู่" ในนั้น ประชากรของ "เมือง" นี้เป็นดาวที่หลากหลายและมีดาวมากกว่าสองแสนล้านดวง "อาศัยอยู่" ดวงตะวันนับไม่ถ้วนเกิดในนั้น พวกเขาประสบความเยาว์วัย วัยกลางคน และวัยชรา - พวกเขาผ่านเวลาอันยาวนานและยากลำบาก เส้นทางชีวิตยาวนานนับพันล้านปี
ขนาดของ "เมืองแห่งดวงดาว" นี้ - กาแล็กซี่ - มีขนาดใหญ่มาก ระยะห่างระหว่างดาวฤกษ์ข้างเคียงโดยเฉลี่ยอยู่ที่หลายพันพันล้านกิโลเมตร (6 * 1,013 กม.) และมีเพื่อนบ้านดังกล่าวมากกว่า 2 แสนล้านคน
หากเราเร่งจากปลายด้านหนึ่งของกาแล็กซีไปยังอีกด้านหนึ่งด้วยความเร็วแสง (300,000 กม. / วินาที) จะใช้เวลาประมาณ 100,000 ปี
ระบบดาวทั้งหมดของเราหมุนอย่างช้าๆ เหมือนกับวงล้อยักษ์ที่ประกอบด้วยดวงอาทิตย์หลายพันล้านดวง
วงโคจรของดวงอาทิตย์
ในใจกลางของกาแล็กซี่นั้นเห็นได้ชัดว่ามีมวลมหาศาล หลุมดำ(ราศีธนู A *) (ประมาณ 4.3 ล้านมวลดวงอาทิตย์) ซึ่งคาดว่ามีหลุมดำโคจรรอบด้วยมวลเฉลี่ย 1,000 ถึง 10,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และคาบการโคจรประมาณ 100 ปี และมวลค่อนข้างเล็กอีกหลายพันดวง แรงดึงดูดรวมของพวกมันกับดาวฤกษ์ใกล้เคียงทำให้ดาวหลังเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่ไม่ปกติ มีการคาดเดากันว่าดาราจักรส่วนใหญ่มีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ในแกนของพวกมัน
บริเวณภาคกลางของกาแล็กซีนั้นมีดาวที่มีความเข้มข้นสูง: ในแต่ละลูกบาศก์พาร์เซกใกล้ศูนย์กลางนั้นมีหลายพันดวง ระยะห่างระหว่างดวงดาวนั้นน้อยกว่าดวงอาทิตย์หลายสิบเท่าหลายร้อยเท่า
นิวเคลียสของดาราจักรดึงดูดดาวดวงอื่นทั้งหมดด้วยแรงมหาศาล แต่ดาวจำนวนมากกระจัดกระจายไปทั่ว "เมืองแห่งดวงดาว" และพวกมันยังดึงดูดซึ่งกันและกันในทิศทางที่ต่างกัน และสิ่งนี้มีผลที่ซับซ้อนต่อการเคลื่อนที่ของดาวแต่ละดวง ดังนั้นดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์อื่น ๆ อีกนับพันล้านจึงเคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือวงรีรอบใจกลางกาแลคซี่ แต่นี่เป็นเพียง "ส่วนใหญ่" - หากเรามองใกล้ ๆ เราจะเห็นพวกมันเคลื่อนตัวไปตามส่วนโค้งที่ซับซ้อนมากขึ้น เส้นทางคดเคี้ยวท่ามกลางดวงดาวที่อยู่รายรอบ
ลักษณะของกาแล็กซีทางช้างเผือก:
ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซี่
ดวงอาทิตย์อยู่ที่ไหนในกาแล็กซี่และมันกำลังเคลื่อนที่ (และกับโลก และคุณกับฉัน) เราไม่ได้อยู่ใน "ใจกลางเมือง" หรืออย่างน้อยก็ที่ไหนสักแห่งที่อยู่ไม่ไกล? จากการศึกษาพบว่าดวงอาทิตย์และระบบสุริยะอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซี่อย่างมหาศาล ใกล้กับ "ชานเมือง" (26,000 ± 1,400 ปีแสง)
ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ในระนาบของกาแล็กซีของเรา และอยู่ห่างจากศูนย์กลาง 8 kpc และประมาณ 25 pc (1 pc (parsec) = 3.2616 ปีแสง) จากระนาบดาราจักร ในพื้นที่ของกาแล็กซีที่ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ ความหนาแน่นของดาวฤกษ์คือ 0.12 ดาวต่อพีซี3
รุ่น Galaxy ของเรา
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซี่
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแลคซีมักจะถือว่าสัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงต่างๆ:
เกี่ยวกับดาวใกล้เคียง
เทียบได้กับดาวสว่างทุกดวงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
เทียบกับก๊าซระหว่างดาว
เทียบกับศูนย์กลางของกาแล็กซี่
1. ความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแลคซี่เทียบกับดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด
เช่นเดียวกับความเร็วของเครื่องบินที่บินได้ซึ่งสัมพันธ์กับโลก โดยไม่คำนึงถึงการโคจรของโลก ดังนั้นความเร็วของดวงอาทิตย์จึงสามารถกำหนดได้เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุด เช่น ดาวในระบบซิเรียส อัลฟ่า เซนทอรี เป็นต้น
ความเร็วการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในดาราจักรนี้ค่อนข้างต่ำ: เพียง 20 กม. / วินาทีหรือ 4 AU (1 หน่วยดาราศาสตร์ เท่ากับระยะทางเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์ - 149.6 ล้านกม.)
ดวงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดเคลื่อนที่ไปยังจุดยอด (apex) ซึ่งอยู่บนขอบของกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีสและไลรา ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 25 องศากับระนาบของกาแล็กซี พิกัดเส้นศูนย์สูตรของปลายยอด = 270 °, = 30 °
2. ความเร็วของดวงอาทิตย์ในดาราจักรเทียบกับดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้
หากเราพิจารณาการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซีทางช้างเผือกเมื่อเทียบกับดาวทุกดวงที่มองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ ความเร็วของมันก็จะยิ่งน้อยลงไปอีก
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแลคซี่เทียบกับดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้คือ 15 กม./วินาที หรือ 3 AU
จุดยอดของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในกรณีนี้ก็อยู่ในกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีสและมีพิกัดเส้นศูนย์สูตรดังต่อไปนี้: = 265 °, = 21 °
ความเร็วของดวงอาทิตย์เทียบกับดาวฤกษ์ใกล้เคียงและก๊าซระหว่างดวงดาว
3. ความเร็วของดวงอาทิตย์ในดาราจักรเทียบกับก๊าซระหว่างดวงดาว
วัตถุต่อไปในดาราจักรซึ่งสัมพันธ์กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์คือก๊าซระหว่างดวงดาว
พื้นที่กว้างใหญ่ของจักรวาลอยู่ห่างไกลจากการถูกทิ้งร้างอย่างที่คิดไว้เป็นเวลานาน แม้ว่าใน ปริมาณน้อยแต่ทุกที่ที่มีก๊าซระหว่างดวงดาวอยู่เต็มทุกมุมของจักรวาล ก๊าซระหว่างดวงดาวที่มีความว่างเปล่าปรากฏชัดของอวกาศที่ว่างเปล่าของจักรวาลคิดเป็นเกือบ 99% ของมวลรวมของวัตถุในอวกาศทั้งหมด ก๊าซระหว่างดวงดาวในรูปแบบหนาแน่นและเย็นซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจน ฮีเลียม และปริมาตรน้อยที่สุด องค์ประกอบหนัก(เหล็ก อะลูมิเนียม นิกเกิล ไททาเนียม แคลเซียม) อยู่ในสถานะโมเลกุล รวมเข้ากับทุ่งเมฆอันกว้างใหญ่ โดยปกติในองค์ประกอบของก๊าซระหว่างดวงดาวองค์ประกอบจะกระจายดังนี้: ไฮโดรเจน - 89%, ฮีเลียม - 9%, คาร์บอน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน - ประมาณ 0.2-0.3%
เมฆฝุ่นก๊าซ IRAS 20324 + 4057 ของก๊าซและฝุ่นระหว่างดวงดาว 1 ปีแสง คล้ายกับลูกอ๊อดซึ่งมีดาวฤกษ์ที่กำลังเติบโตซ่อนตัวอยู่
เมฆของก๊าซระหว่างดวงดาวไม่เพียงแต่สามารถหมุนรอบศูนย์กลางดาราจักรอย่างเป็นระเบียบเท่านั้น แต่ยังมีอัตราเร่งที่ไม่เสถียรอีกด้วย ในช่วงเวลาหลายสิบล้านปี พวกมันติดต่อกันและชนกัน ก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ของฝุ่นและก๊าซ
ในกาแล็กซีของเรา ก๊าซระหว่างดวงดาวจำนวนมากกระจุกตัวอยู่ในแขนกังหัน ซึ่งหนึ่งในทางเดินนั้นตั้งอยู่ติดกับระบบสุริยะ
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในดาราจักรเทียบกับก๊าซระหว่างดวงดาว: 22-25 กม. / วินาที
ก๊าซระหว่างดวงดาวในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์มีความเร็วที่เหมาะสมอย่างมีนัยสำคัญ (20-25 กม. / วินาที) เทียบกับดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด ภายใต้อิทธิพลของมัน จุดสูงสุดของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์จะเคลื่อนเข้าหากลุ่มดาว Ophiuchus (= 258 °, = -17 °) ทิศทางการเดินทางต่างกันประมาณ 45 องศา
4. ความเร็วของดวงอาทิตย์ในดาราจักรเทียบกับศูนย์กลางของดาราจักร
ในสามประเด็นที่กล่าวถึงข้างต้น เรากำลังพูดถึงความเร็วสัมพัทธ์ที่เรียกว่าแปลกประหลาดของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเร็วเฉพาะคือความเร็วที่สัมพันธ์กับระบบอ้างอิงของจักรวาล
แต่ดวงอาทิตย์ ดวงดาวที่อยู่ใกล้มันที่สุด เมฆระหว่างดวงดาวในท้องถิ่นล้วนมีส่วนในการเคลื่อนที่ในขนาดที่ใหญ่กว่า นั่นคือการเคลื่อนที่รอบใจกลางกาแลคซี่
และนี่คือคำพูด ไปแล้วเกี่ยวกับความเร็วที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
ความเร็วของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์รอบศูนย์กลางของกาแล็กซี่นั้นมหาศาลตามมาตรฐานโลก - 200-220 กม. / วินาที (ประมาณ 850,000 กม. / ชม.) หรือมากกว่า 40 AU / ปี.
เป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดความเร็วที่แน่นอนของดวงอาทิตย์รอบๆ ศูนย์กลางของกาแล็กซี เพราะศูนย์กลางของกาแล็กซี่นั้นซ่อนตัวจากเราหลังกลุ่มเมฆฝุ่นระหว่างดวงดาวที่หนาแน่น อย่างไรก็ตาม การค้นพบใหม่ๆ ในบริเวณนี้กำลังลดความเร็วโดยประมาณของดวงอาทิตย์ของเรา ล่าสุดคุยกันประมาณ 230-240 กม./วินาที
ระบบสุริยะในกาแลคซี่กำลังเคลื่อนเข้าหากลุ่มดาวซิกนัส
การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในดาราจักรนั้นตั้งฉากกับทิศทางไปยังศูนย์กลางของดาราจักร ดังนั้นพิกัดกาแลคซีของยอด: l = 90 °, b = 0 °หรือในพิกัดเส้นศูนย์สูตรที่คุ้นเคยมากขึ้น - = 318 °, = 48 ° เนื่องจากนี่เป็นการเคลื่อนที่กลับด้าน ปลายยอดจะเลื่อนและหมุนเป็นวงกลมจนครบใน "ปีกาแล็กซี" ประมาณ 250 ล้านปี ความเร็วเชิงมุมของมันคือ ~ 5 "/ 1,000 ปี กล่าวคือ พิกัดของจุดยอดจะเลื่อนไปหนึ่งองศาครึ่งในหนึ่งล้านปี
โลกของเรามีอายุประมาณ 30 "ปีกาแล็กซี่"
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแลคซี่เทียบกับศูนย์กลางของกาแล็กซี่
อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซี่:
ความเร็วของการหมุนของดวงอาทิตย์รอบศูนย์กลางของกาแล็กซีเกือบจะใกล้เคียงกับความเร็วของคลื่นบดอัดที่ก่อตัวเป็นแขนกังหัน สถานการณ์นี้ไม่ปกติสำหรับกาแลคซี่โดยรวม: แขนกังหันหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ เหมือนกับซี่ล้อในล้อ และการเคลื่อนที่ของดาวก็มีรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป ดังนั้น ประชากรดาวเกือบทั้งหมดของดิสก์จึงตกอยู่ใน แขนเกลียวหรือหลุดออกจากกัน ที่เดียวที่ความเร็วของดาวฤกษ์และแขนกังหันตรงคือวงกลมที่เรียกว่าโคโรเตชั่น และอยู่บนวงกลมนี้ที่ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่
สำหรับโลก สถานการณ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากกระบวนการที่รุนแรงเกิดขึ้นในแขนกังหัน ก่อให้เกิดการแผ่รังสีอันทรงพลัง ทำลายล้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมด และไม่มีบรรยากาศใดที่สามารถป้องกันเขาได้ แต่โลกของเราอยู่ในสถานที่ที่ค่อนข้างเงียบสงบในกาแล็กซี และไม่เคยสัมผัสกับหายนะของจักรวาลเหล่านี้มาเป็นเวลาหลายร้อยล้าน (หรือแม้แต่หลายพันล้าน) ปี บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมชีวิตจึงสามารถกำเนิดและดำรงชีวิตอยู่บนโลกได้
ความเร็วของกาแล็กซี่ในจักรวาล
ความเร็วของกาแล็กซี่ในเอกภพมักจะถือว่าสัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงต่างๆ:
สัมพันธ์กับกลุ่มกาแลคซีในท้องถิ่น (ความเร็วของการเข้าใกล้ดาราจักรแอนโดรเมดา)
เทียบกับดาราจักรและกระจุกดาราจักรที่อยู่ห่างไกล (ความเร็วของดาราจักรซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มดาราจักรในท้องถิ่นที่มีต่อกลุ่มดาวราศีกันย์)
สัมพันธ์กับการแผ่รังสี (ความเร็วของการเคลื่อนที่ของกาแลคซีทั้งหมดในส่วนที่ใกล้ที่สุดของจักรวาลไปยัง Great Attractor - กระจุกของซุปเปอร์กาแลคซีขนาดใหญ่)
ให้เราอาศัยแต่ละประเด็นในรายละเอียดเพิ่มเติม
1. ความเร็วของกาแล็กซีทางช้างเผือกไปยังแอนโดรเมดา
กาแล็กซีทางช้างเผือกของเราไม่หยุดนิ่ง แต่ดึงดูดและเข้าใกล้กาแลคซีแอนโดรเมดาด้วยความเร็ว 100-150 กม. / วินาที องค์ประกอบหลักของความเร็วของการบรรจบกันของดาราจักรเป็นของทางช้างเผือก
ไม่ทราบองค์ประกอบด้านข้างของการเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำ และความกังวลเกี่ยวกับการชนนั้นเกิดขึ้นก่อนเวลาอันควร การสนับสนุนเพิ่มเติมสำหรับการเคลื่อนไหวนี้เกิดจากกาแล็กซีขนาดใหญ่ M33 ซึ่งตั้งอยู่ในทิศทางเดียวกับดาราจักรแอนโดรเมดาโดยประมาณ โดยทั่วไปแล้ว ความเร็วของการเคลื่อนที่ของดาราจักรของเราสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางของดาราจักรในท้องถิ่นนั้นประมาณ 100 กม. / วินาทีโดยประมาณในทิศทางของแอนโดรเมดา / จิ้งจก (l = 100, b = -4, = 333, = 52) แต่ข้อมูลเหล่านี้ยังคงเป็นข้อมูลโดยประมาณ นี่เป็นความเร็วสัมพัทธ์ที่ค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว: กาแล็กซี่เคลื่อนที่ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของมันเองในสองถึงสามร้อยล้านปีหรือประมาณมากในปีกาแล็กซี่
2. ความเร็วของกาแล็กซีทางช้างเผือกไปยังกระจุกดาวราศีกันย์
ในทางกลับกัน กลุ่มดาราจักรซึ่งรวมถึงทางช้างเผือกของเรากำลังเคลื่อนที่ไปยังกระจุกดาวราศีกันย์ขนาดใหญ่ด้วยความเร็ว 400 กม. / วินาที การเคลื่อนที่นี้ยังเกิดจากแรงโน้มถ่วงและเคลื่อนที่สัมพันธ์กับกระจุกดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป
ความเร็วของกาแล็กซีทางช้างเผือกไปยังกระจุกดาวกันย์
3. ความเร็วของกาแล็กซี่ในจักรวาล ถึงนักดึงดูดผู้ยิ่งใหญ่!
รังสีพื้นหลัง
ตามทฤษฎีบิกแบง เอกภพยุคแรกเป็นพลาสมาร้อนที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอน แบริออน และโฟตอนที่เปล่งแสง ดูดซับ และปล่อยโฟตอนออกมาอย่างต่อเนื่อง
เมื่อเอกภพขยายตัว พลาสมาก็เย็นตัวลง และในบางช่วง อิเล็กตรอนที่ลดความเร็วก็สามารถรวมตัวกับโปรตอนที่ถูกลดความเร็ว (นิวเคลียสของไฮโดรเจน) และอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสฮีเลียม) ก่อตัวเป็นอะตอม (กระบวนการนี้เรียกว่าการรวมตัวกันใหม่)
สิ่งนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิพลาสมาประมาณ 3000 K และอายุโดยประมาณของจักรวาล 400,000 ปี มีพื้นที่ว่างระหว่างอนุภาคมากขึ้น มีอนุภาคที่มีประจุน้อยลง โฟตอนหยุดกระเจิงบ่อยมาก และตอนนี้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในอวกาศ แทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสาร
โฟตอนเหล่านั้นที่ปล่อยออกมาจากพลาสมาในเวลานั้นไปยังตำแหน่งในอนาคตของโลกยังคงไปถึงโลกของเราผ่านอวกาศของจักรวาลที่กำลังขยายตัว โฟตอนเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นรังสีที่ระลึก ซึ่งเป็นการแผ่รังสีความร้อนที่ปกคลุมจักรวาลอย่างสม่ำเสมอ
G. Gamow ทำนายการมีอยู่ของรังสีตกค้างในกรอบทฤษฎี บิ๊กแบง... การมีอยู่ของมันได้รับการยืนยันจากการทดลองในปี 2508
ความเร็วของการเคลื่อนที่ของดาราจักรเทียบกับการแผ่รังสี
ต่อมา การศึกษาความเร็วของการเคลื่อนที่ของดาราจักรที่สัมพันธ์กับรังสีที่หลงเหลือได้เริ่มต้นขึ้น การเคลื่อนไหวนี้พิจารณาจากการตรวจวัดความไม่สม่ำเสมอของอุณหภูมิของรังสีที่ระลึกในทิศทางต่างๆ
อุณหภูมิการแผ่รังสีมีสูงสุดในทิศทางการเดินทางและต่ำสุดในทิศทางตรงกันข้าม ระดับความเบี่ยงเบนของการกระจายอุณหภูมิจาก isotropic (2.7 K) ขึ้นอยู่กับขนาดของความเร็ว จากการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงสังเกตพบว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนที่สัมพันธ์กับรังสีที่ระลึกด้วยความเร็ว 400 กม./วินาที ในทิศทาง = 11.6, = -12
การวัดดังกล่าวยังแสดงให้เห็นสิ่งสำคัญอีกประการหนึ่ง: กาแลคซีทั้งหมดในบริเวณใกล้สุดของจักรวาล ซึ่งรวมถึงกาแลคซีของเราด้วย กลุ่มท้องถิ่นแต่ยังรวมถึงคลัสเตอร์ Virgo และคลัสเตอร์อื่นๆ กำลังเคลื่อนที่สัมพันธ์กับ CMB เบื้องหลังด้วยความเร็วสูงอย่างไม่คาดคิด
สำหรับกลุ่มดาราจักรในท้องถิ่น อยู่ที่ 600-650 กม./วินาที โดยมียอดในกลุ่มดาวไฮดรา (= 166, = -27) ดูเหมือนว่าที่ใดที่หนึ่งในส่วนลึกของจักรวาลจะมีกระจุกขนาดใหญ่ของ superclusters จำนวนมากที่ดึงดูดเรื่องของส่วนของเราในจักรวาล กลุ่มนี้มีชื่อว่า Great Attractor- จาก คำภาษาอังกฤษ"ดึงดูด" - เพื่อดึงดูด
เนื่องจากกาแลคซีที่เป็นส่วนหนึ่งของ Great Attractor ถูกบดบังด้วยฝุ่นระหว่างดวงดาวซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือก จึงเป็นไปได้ที่จะทำแผนที่ Attractor เฉพาะใน ปีที่แล้วโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ
Great Attractor ตั้งอยู่ที่จุดตัดของกระจุกดาราจักรขนาดใหญ่หลายแห่ง ความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารในบริเวณนี้ไม่สูงกว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของจักรวาลมากนัก แต่เนื่องจากขนาดมหึมา มวลของมันกลับกลายเป็นว่ายิ่งใหญ่และแรงดึงดูดก็มหาศาลจนไม่เพียงแต่ระบบดาวของเราเท่านั้น แต่ยังรวมถึงดาราจักรอื่นและกระจุกของพวกมันในบริเวณใกล้เคียงซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางของ Great Attractor ก่อตัวเป็นมวลมหึมา กระแสของกาแลคซี
ความเร็วของกาแล็กซี่ในจักรวาล ถึงนักดึงดูดผู้ยิ่งใหญ่!
งั้นมาสรุปกัน
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซี่และกาแล็กซี่ในจักรวาล ตารางสรุป.
ลำดับชั้นของการเคลื่อนไหวที่โลกของเรามีส่วนร่วม:
การหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์
การหมุนของดวงอาทิตย์รอบศูนย์กลางกาแล็กซีของเรา
การเคลื่อนที่สัมพันธ์กับศูนย์กลางของกลุ่มดาราจักรท้องถิ่นร่วมกับดาราจักรทั้งหมดภายใต้อิทธิพลของแรงดึงดูดจากแรงโน้มถ่วงของกลุ่มดาวแอนโดรเมดา (กาแล็กซี M31)
การเคลื่อนตัวไปยังกระจุกดาราจักรในกลุ่มดาวราศีกันย์
มุ่งหน้าสู่ Great Attractor
ความเร็วของดวงอาทิตย์ในดาราจักรและความเร็วของกาแล็กซีทางช้างเผือกในจักรวาล ตารางสรุป.
เป็นการยากที่จะจินตนาการ และยิ่งยากที่จะคำนวณว่าเราเดินทางในแต่ละวินาทีได้ไกลแค่ไหน ระยะทางเหล่านี้มีขนาดใหญ่มาก และข้อผิดพลาดในการคำนวณดังกล่าวยังค่อนข้างใหญ่ นี่คือสิ่งที่วิทยาศาสตร์มีอยู่ในปัจจุบัน
ก่อนนิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส (ค.ศ. 1473-1543) นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าโลกเป็นศูนย์กลางของโลกและดาวเคราะห์ทุกดวง จากนั้นจึงรู้จักห้าดาว (ดาวพุธ ดาวศุกร์ ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์) และดวงอาทิตย์โคจรรอบ โลก. ฉันไม่ได้พูดถึงสมมติฐานในการค้นหาโลกบนหลังช้าง เต่า หรือสัตว์เลื้อยคลานหรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ
ในปีที่โคเปอร์นิคัสเสียชีวิต (ค.ศ. 1543) ผลงานหลายเล่มของเขาเรื่อง "On the Circulation of the Celestial Spheres" ได้รับการตีพิมพ์เป็นภาษาละตินโดยอธิบายถึงระบบใหม่ของจักรวาลซึ่งเป็นศูนย์กลางของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทั้งหมดแล้ว หกในจำนวน (ด้วยการเพิ่มดาวเคราะห์ที่รู้จักห้าดวงและโลก) หมุนเป็นวงกลมรอบศูนย์กลาง - ดวงอาทิตย์
ขั้นตอนต่อไปในการสร้างระบบสุริยะเกิดขึ้นในปี 1609 โดยโยฮันเนส เคปเลอร์ (1571-1630) ผู้พิสูจน์โดยใช้การสังเกตทางโหราศาสตร์ที่แม่นยำของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ (ส่วนใหญ่ทำโดยนักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์ก Tycho Brahe (1546-1601) ) ที่ดาวเคราะห์ไม่ได้เคลื่อนที่เป็นวงกลม แต่เป็นวงรีโดยเน้นที่ดวงอาทิตย์
การทดลอง กล่าวคือ การสังเกต การยืนยันทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสได้มาจากกาลิเลโอ กาลิเลอี (1564-1642) ซึ่งสังเกตระยะของดาวศุกร์และดาวพุธผ่านกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งยืนยันระบบโคเปอร์นิคัส (เช่น ศูนย์กลางเฮลิโอเซนทริค) ของจักรวาล
และสุดท้าย ไอแซก นิวตัน (ค.ศ. 1642-1727) ก็ได้มา สมการเชิงอนุพันธ์กลศาสตร์ท้องฟ้าซึ่งทำให้สามารถคำนวณพิกัดของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะและอธิบายว่าทำไมพวกมันถึงเคลื่อนที่ไปตามแนววงรีในการประมาณครั้งแรก ต่อมาโดยการทำงานของกลไกที่ยิ่งใหญ่และนักคณิตศาสตร์ของศตวรรษที่ 18 และ 19 ทฤษฎีการก่อกวนได้ถูกสร้างขึ้นซึ่งทำให้สามารถคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ซึ่งกันและกันได้ ด้วยวิธีนี้ เมื่อเปรียบเทียบการสังเกตและการคำนวณ ดาวเคราะห์เนปจูนที่อยู่ห่างไกล (Adams and Le Verrier, 1856) และ Pluto (1932) ถูกค้นพบ แม้ว่าปีที่แล้วดาวพลูโตจะถูกลบออกจากรายชื่อดาวเคราะห์ วันนี้มีดาวเคราะห์ Zaneptunean หกดวงที่มีขนาดเท่าดาวพลูโตและยิ่งกว่านั้นอีกเล็กน้อย
ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ความแม่นยำทางโหราศาสตร์ในการกำหนดพิกัดของดวงดาวนั้นสูงถึงหนึ่งในร้อยของส่วนโค้ง จากนั้นสำหรับดาวสว่างบางดวง พบว่าพิกัดของพวกมันแตกต่างจากพิกัดที่วัดเมื่อหลายศตวรรษก่อน แคตตาล็อกโบราณรายการแรกคือแคตตาล็อกของ Hipparchus และ Ptolemy (190 ปีก่อนคริสตกาล) และในยุคหลังของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาต้นนั้นแคตตาล็อกของ Ulugbek (1394-1449) แนวคิดของ "การเคลื่อนที่ที่เหมาะสมของดวงดาว" ปรากฏขึ้นซึ่งก่อนหน้านั้นและตามประเพณีแล้วเรียกว่า "ดาวคงที่"
วิลเลียม เฮอร์เชล (ค.ศ. 1738–ค.ศ. 1822) ศึกษาการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมเหล่านี้อย่างระมัดระวัง ดึงความสนใจไปที่การกระจายอย่างเป็นระบบ และได้ข้อสรุปที่ถูกต้องและไม่สำคัญมากนักจากสิ่งนี้: ส่วนหนึ่งของการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่เหมาะสมไม่ใช่การเคลื่อนที่ของดาวเหล่านี้ แต่เป็นภาพสะท้อนของ การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ของเราค่อนข้างใกล้กับดาวฤกษ์ของดวงอาทิตย์ ในทำนองเดียวกัน เราเห็นการเคลื่อนที่ของต้นไม้ที่อยู่ใกล้ๆ กันค่อนข้างไกลเมื่อเราขับรถ (หรือที่ดีไปกว่านั้นคือ ม้า) ไปตามถนนในป่า
โดยการเพิ่มจำนวนดาวด้วยการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมที่วัดได้ เป็นไปได้ที่จะระบุได้ว่าดวงอาทิตย์ของเรากำลังบินไปในทิศทางของกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส จนถึงจุดที่เรียกว่าจุดยอด โดยมีพิกัด α = 270 ° และ δ = 30 ° ที่ ความเร็ว 19.2 กม./วิ. นี่คือการเคลื่อนที่ "แปลกประหลาด" ของดวงอาทิตย์เองกับดาวเคราะห์ทั้งหมด ฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อยเมื่อเทียบกับดาวร้อยดวงที่อยู่ใกล้เราที่สุด ระยะห่างจากดาวเหล่านี้มีน้อย บางอย่างประมาณ 100-300 ปีแสง ดวงดาวเหล่านี้ล้วนเกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนไหวทั่วไปรอบใจกลางกาแลคซี่ของเราด้วยความเร็วประมาณ 250 กม./วินาที ศูนย์กลางของกาแล็กซี่นั้นอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 25,000 ปีแสง การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ท่ามกลางหมู่ดาวคล้ายกับการเคลื่อนที่ของมิดจ์ในก้อนเมฆ ในขณะที่เมฆทั้งหมดบินด้วยความเร็วที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับต้นไม้ในป่า
แน่นอนว่ากาแล็กซียักษ์ทั้งหมดของเรานั้นบินเทียบกับดาราจักรอื่น ความเร็วของดาราจักรแต่ละแห่งมีความเร็วเป็นร้อยเป็นพันกม./วินาที ดาราจักรบางแห่งกำลังเข้าใกล้เรา เช่น เนบิวลาแอนโดรเมดาที่มีชื่อเสียง ดาราจักรอื่นกำลังเคลื่อนตัวออกห่างจากเรา
ดาราจักรและกระจุกดาราจักรทั้งหมดก็มีส่วนร่วมในการขยายตัวของเอกภพทั่วไปเช่นกัน ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนในขนาดมากกว่า 10-30 ล้านปีแสงเท่านั้น ขนาดของอัตราการขยายนี้ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างกาแลคซีหรือกระจุกดาราจักรเป็นเส้นตรง และตามการวัดสมัยใหม่แล้ว ประมาณ 25 กม./วินาที โดยมีระยะห่างระหว่างกาแลคซี่หนึ่งล้านปีแสง
อย่างไรก็ตาม เราสามารถแยกกรอบอ้างอิงพิเศษออกมาได้ นั่นคือสนามของการแผ่รังสี 3K ย่อยมิลลิเมตร ที่ที่เราบิน อุณหภูมิของรังสีนี้จะสูงขึ้นเล็กน้อย และจากจุดที่เราบิน - ต่ำกว่า ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิเหล่านี้คือ 0.006706 K นี่คือ "องค์ประกอบไดโพล" ที่เรียกว่า CMB anisotropy ความเร็วของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับการแผ่รังสีที่สะท้อนกลับคือ 627 ± 22 km / s และโดยไม่คำนึงถึงการเคลื่อนที่ของ Local Group of Galaxies - 370 km / s ในทิศทางของกลุ่มดาวราศีกันย์
ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะตอบคำถามว่าดวงอาทิตย์ของเราอยู่ที่ไหนและด้วยความเร็วเท่าใด มีความจำเป็นต้องกำหนดทันที: สัมพันธ์กับอะไรและระบบพิกัดใด
ในปี พ.ศ. 2504 กลุ่มของเราจากสถาบันดาราศาสตร์แห่งรัฐ PK Shternberg Moscow State University ได้ทำการสำรวจรังสีอัลตราไวโอเลตแสงอาทิตย์ที่กระจัดกระจายในแนวไฮโดรเจน (1215A) และออกซิเจน (1300A) จากจรวดธรณีฟิสิกส์ระดับความสูงสูง ซึ่งพุ่งสูงขึ้นถึงระดับความสูง 500 กม. ในเวลานี้ ต้องขอบคุณข้อเสนอของนักวิชาการ S.P.Korolev ที่ทำให้สหภาพโซเวียตเริ่มเปิดสถานีระหว่างดาวเคราะห์อย่างเป็นระบบ ทั้งที่บินผ่านและร่อนลงสู่ดาวอังคารและดาวศุกร์ โดยธรรมชาติแล้ว เราตัดสินใจที่จะพยายามค้นหาโคโรนาไฮโดรเจนที่ยืดออกบนดาวศุกร์และดาวอังคารเหมือนกับบนโลก
ในระหว่างการปล่อยตัวเหล่านี้ เราสามารถติดตามร่องรอยของไฮโดรเจนปรมาณูเป็นกลางได้ไกลถึง 125,000 กม. จากโลก นั่นคือรัศมีโลกสูงสุด 25 ความหนาแน่นของไฮโดรเจนที่ระยะห่างจากโลกดังกล่าวมีเพียง 1 อะตอมต่อเซนติเมตร 3 ซึ่งน้อยกว่าความเข้มข้นของอากาศที่ระดับน้ำทะเล 19 เท่า! อย่างไรก็ตาม ที่น่าประหลาดใจอย่างยิ่งของเรา กลับกลายเป็นว่าความเข้มของการแผ่รังสีที่กระจัดกระจายในแนว Lyman-alpha ที่มีความยาวคลื่น 1215A ไม่ตกถึงศูนย์ในระยะทางที่ไกลกว่านั้นอีก แต่ยังคงคงที่และสูงเพียงพอ และความเข้มจะเปลี่ยนโดย ปัจจัย 2 ขึ้นอยู่กับว่ากล้องโทรทรรศน์เล็ก ๆ ของเรากำลังมองหาที่ใด
ในตอนแรก เราคิดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลที่ส่องแสง แต่จากการคำนวณพบว่าการเรืองแสงดังกล่าวควรมีขนาดที่ต่ำกว่ามาก ปริมาณฝุ่นคอสมิกเล็กน้อยในตัวกลางระหว่างดวงดาวจะ "กิน" รังสีนี้จนหมด ตามทฤษฎีแล้วโคโรนาสุริยะที่ขยายออกไปควรได้รับการแตกตัวเป็นไอออนเกือบทั้งหมด และไม่ควรมีอะตอมที่เป็นกลาง
มีเพียงตัวกลางระหว่างดวงดาวเท่านั้นที่ยังคงอยู่ซึ่งใกล้กับดวงอาทิตย์อาจมีความเป็นกลางเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งอธิบายผลกระทบที่เราค้นพบ สองปีหลังจากที่เราตีพิมพ์ J.-E. Blamon และ J.-J. Berto จากบริการการบินของฝรั่งเศสจากดาวเทียมอเมริกัน OGO-V ค้นพบพารัลแลกซ์ทางเรขาคณิตของพื้นที่ที่มีความส่องสว่างสูงสุดในเส้น Lyman-alpha ซึ่งทำให้สามารถประมาณระยะทางได้ทันที ค่านี้กลายเป็นเท่ากับประมาณ 25 หน่วยทางดาราศาสตร์ พิกัดของค่าสูงสุดนี้ยังถูกกำหนดด้วย ภาพเริ่มชัดเจนขึ้น นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันสองคนมีส่วนสนับสนุนอย่างเด็ดขาดในปัญหานี้ นั่นคือ P.V. Bloom และ H.J. Far ซึ่งชี้ให้เห็นถึงบทบาทของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับสสารในอวกาศ เพื่อวัดค่าพารามิเตอร์ทั้งหมดของการเคลื่อนที่นี้ ในปี 1975 เราร่วมกับผู้เชี่ยวชาญชาวฝรั่งเศสที่กล่าวถึงแล้ว ได้ทำการทดลองพิเศษสองครั้งกับดาวเทียมในประเทศ Prognoz-5 และ Prognoz-6 ดาวเทียมเหล่านี้ทำให้สามารถรับแผนที่ของท้องฟ้าทั้งหมดในแนว Lyman-alpha ได้ เช่นเดียวกับการวัดอุณหภูมิของอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลางในตัวกลางระหว่างดวงดาว ความหนาแน่นของอะตอมเหล่านี้ถูกกำหนด "ที่อนันต์" นั่นคือความเร็วและทิศทางของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เมื่อเทียบกับตัวกลางในอวกาศในท้องถิ่น
ความหนาแน่นของอะตอมเท่ากับ 0.06 อะตอม / ซม. 3 และความเร็ว - 25 กม. / วินาที ทฤษฎีการแทรกซึมของอะตอมของตัวกลางระหว่างดวงดาวเข้าสู่ระบบสุริยะก็ได้รับการพัฒนาเช่นกัน ปรากฎว่าอะตอมไฮโดรเจนเป็นกลางที่บินอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ตามวิถีไฮเพอร์โบลิกนั้นแตกตัวเป็นไอออนโดยกลไกสองอย่าง อย่างแรกคือ photoionization โดยรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ของดวงอาทิตย์ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 912A และกลไกที่สองคือการแลกเปลี่ยนประจุ (การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน) กับโปรตอนลมสุริยะที่แทรกซึมทั่วทั้งระบบสุริยะ กลไกการแตกตัวเป็นไอออนที่สองกลับกลายเป็นว่ามีประสิทธิภาพมากกว่ากลไกแรกถึง 2-3 เท่า ลมสุริยะหยุดโดยสนามแม่เหล็กระหว่างดวงดาวที่ระยะห่างประมาณ 100 หน่วยดาราศาสตร์ และมวลสารระหว่างดวงดาวบนระบบสุริยะที่ระยะ 200 AU
ระหว่างคลื่นกระแทกทั้งสองนี้ (อาจเป็นความเร็วเหนือเสียง) มีพื้นที่ของพลาสมาที่ร้อนจัดและแตกตัวเป็นไอออนเต็มที่ที่มีอุณหภูมิ 10 7 หรือ 10 8 เค คำถามเกี่ยวกับปฏิกิริยาของอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลางที่ตกกระทบกับพลาสมาร้อนในบริเวณตรงกลางนี้ เป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่ง เมื่อชาร์จประจุระหว่างดวงดาว อะตอมที่ค่อนข้างเย็นของตัวกลางระหว่างดวงดาวที่มีโปรตอนร้อนในบริเวณนี้ อะตอมที่เป็นกลางจะก่อตัวขึ้นด้วย อุณหภูมิสูงและความเร็วตามที่ระบุข้างต้น พวกมันแทรกซึมไปทั่วทั้งระบบสุริยะและสามารถลงทะเบียนได้ที่โลก ด้วยเหตุนี้ ดาวเทียม Earth พิเศษ IBEX จึงเปิดตัวในสหรัฐอเมริกาเมื่อ 2 ปีที่แล้ว ซึ่งประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาเหล่านี้และปัญหาที่เกี่ยวข้อง ผลกระทบของ "การหลบหนี" ของสสารระหว่างดวงดาวที่เราค้นพบเรียกว่า "ลมระหว่างดวงดาว"
เพื่อหลีกเลี่ยงคำถามที่ไม่ชัดเจน กลุ่มของเราจึงทำวัฏจักรการสังเกตจากดาวเทียม Prognoz ในแนวฮีเลียมเป็นกลางที่มีความยาวคลื่น 584A ฮีเลียมไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการชาร์จประจุใหม่ด้วยโปรตอนลมสุริยะ และแทบจะไม่แตกตัวเป็นไอออนด้วยแสงอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ ต้องขอบคุณสิ่งนี้ที่อะตอมของฮีเลียมที่เป็นกลางซึ่งบินผ่านไฮเปอร์โบลาที่ผ่านดวงอาทิตย์ไปจะถูกโฟกัสไปข้างหลัง ก่อตัวเป็นกรวยที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ซึ่งเราสังเกตพบ แกนของกรวยนี้ทำให้เรามีทิศทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับตัวกลางระหว่างดวงดาวในท้องถิ่น และความแตกต่างของมันทำให้สามารถระบุอุณหภูมิของอะตอมฮีเลียมในตัวกลางระหว่างดวงดาวที่อยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ได้
ผลลัพธ์สำหรับฮีเลียมของเราสอดคล้องกับการตรวจวัดไฮโดรเจนอะตอม ความหนาแน่นของอะตอมฮีเลียม "ที่ระยะอนันต์" กลายเป็น 0.018 อะตอม / ซม. 3 ซึ่งทำให้สามารถกำหนดระดับของการแตกตัวเป็นไอออนของไฮโดรเจนอะตอมได้ โดยสมมติว่าความอุดมสมบูรณ์ของฮีเลียมเท่ากับมาตรฐานสำหรับสสารระหว่างดาว . ซึ่งสอดคล้องกับระดับการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมไฮโดรเจน 10–30% ความหนาแน่นและอุณหภูมิของอะตอมไฮโดรเจนที่เราพบนั้นตรงกับโซนของไฮโดรเจนที่เป็นกลางโดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเล็กน้อย - 12000 K
ในปี 2000 นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันที่นำโดย H. Rosenbauer สามารถตรวจจับอะตอมของฮีเลียมเป็นกลางที่เข้าสู่ระบบสุริยะได้โดยตรงจากตัวกลางระหว่างดวงดาวบนยานอวกาศสุริยุปราคาพิเศษ Ulysses พวกเขากำหนดพารามิเตอร์ของ "ลมระหว่างดวงดาว" (ความหนาแน่นของอะตอมฮีเลียม ความเร็วและทิศทางของการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับตัวกลางระหว่างดวงดาวในท้องถิ่น) ผลลัพธ์ของการวัดอะตอมฮีเลียมโดยตรงนั้นสอดคล้องกับการวัดทางแสงของเราเป็นอย่างดี
นี่คือเรื่องราวของการค้นพบการเคลื่อนไหวของดวงอาทิตย์ของเราอีกครั้งหนึ่ง
