Преди Николай Коперник (1473–1543) учените вярвали, че Земята е в центъра на света и всички планети, тогава пет от тях са били известни (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн), а Слънцето се върти около Земята. Дори не говоря за хипотезите, че Земята е на гърба на слон, костенурка или друго влечуго или бозайник.
В годината на смъртта на Коперник (1543 г.) на латински е публикуван неговият многотомен труд „За революцията на небесните сфери“, описващ нова система на Вселената, в центъра на която е Слънцето и всички планети , вече шест на брой (с добавянето на петте известни планети и Земята) се въртят по кръгови орбити около центъра – Слънцето.
Следващата стъпка в изграждането на слънчевата система е направена през 1609 г. от Йоханес Кеплер (1571–1630), който доказва, използвайки прецизни астрометрични наблюдения на движението на планетите (основно направени от датския астроном Тихо Брахе (1546–1601), че планетите правят не се движат в кръгове, а в елипси със Слънцето във фокуса им.
Експериментално, т.е. наблюдателно, потвърждение на теорията на Коперник е получено от Галилео Галилей (1564–1642), който наблюдава фазите на Венера и Меркурий през телескоп, което потвърждава Коперниковата (т.е. хелиоцентричната) система на Вселената.
И накрая, Исак Нютон (1642–1727) извежда диференциални уравнения на небесната механика, което позволява да се изчислят координатите на планетите от Слънчевата система и обяснява защо те се движат, в първо приближение, в елипси. Впоследствие, чрез трудовете на велики механици и математици от 18-ти и 19-ти век, е създадена теория на смущенията, която позволява да се вземе предвид гравитационното взаимодействие на планетите една върху друга. По този начин, чрез сравняване на наблюдения и изчисления, бяха открити далечните планети Нептун (Адамс и Льо Верие, 1856) и Плутон (1932), въпреки че миналата година Плутон беше административно премахнат от списъка на планетите. Днес вече има шест транснептунови планети с размерите на Плутон и дори малко повече.
До средата на 19-ти век астрометричната точност на определяне на координатите на звездите достига стотни от дъговата секунда. Тогава за някои ярки звезди беше забелязано, че техните координати се различават от координатите, измерени няколко века по-рано. Първият такъв древен каталог е този на Хипарх и Птолемей (190 г. пр. н. е.), а в много по-късната епоха на ранния Ренесанс – каталогът на Улуг Бег (1394–1449). Появи се понятието „правилно движение на звездите“, които преди, а и сега по традиция се наричаха „неподвижни звезди“.
Внимателно изучавайки тези собствени движения, Уилям Хершел (1738–1822) обръща внимание на тяхното систематично разпределение и прави от това правилно и много нетривиално заключение: част от собственото движение на звездите не е движението на тези звезди, а отражение на движението на нашето Слънце спрямо звезди, близки до Слънцето. Точно така виждаме движението на близки дървета спрямо далечни, когато караме кола (или още по-добре кон) по горски път.
Чрез увеличаване на броя на звездите с измерени собствени движения беше възможно да се определи, че нашето Слънце лети в посока на съзвездието Херкулес, до точка, наречена апекс, с координати α= 270° и δ= 30°, със скорост от 19,2 км/с. Това е собственото „особено“ движение на Слънцето с всички планети, междупланетен прах, астероиди спрямо около стотина най-близки до нас звезди. Разстоянията до тези звезди са малки, около 100–300 светлинни години. Всички тези звезди участват и в общото движение около центъра на нашата Галактика със скорост около 250 km/s. Центърът на самата Галактика се намира в съзвездието Стрелец, на разстояние от Слънцето около 25 хиляди светлинни години. Движението на Слънцето сред звездите наподобява движението на мушица в облак, докато целият облак лети с много по-висока скорост спрямо дърветата в гората.
Разбира се, самата наша гигантска галактика лети спрямо други галактики. Скоростите на отделните галактики достигат стотици и хиляди km/s. Някои галактики се приближават към нас, като известната мъглявина Андромеда, докато други се отдалечават от нас.
Всички галактики и галактически купове също участват в цялостното космологично разширение, което обаче е забележимо само в мащаби, по-големи от 10–30 милиона светлинни години. Големината на тази скорост на разширение зависи линейно от разстоянието между галактиките или техните клъстери и е равна, според съвременните измервания, на около 25 km/s при разстояние между галактиките от един милион светлинни години.
Но също така е възможно да се идентифицира специална референтна система, а именно полето на реликтно 3K субмилиметрово лъчение. Там, където летим, температурата на тази радиация е малко по-висока, а там, откъдето летим, е по-ниска. Разликата между тези температури е 0,006706 К. Това е така нареченият „диполен компонент” на анизотропията на космическото микровълново фоново лъчение. Скоростта на движение на Слънцето спрямо космическото микровълново фоново лъчение е 627 ± 22 km/s, а без да се отчита движението на Местната група галактики – 370 km/s по посока на съзвездието Дева.
Така че е трудно да се отговори на въпроса накъде лети нашето Слънце и с каква скорост. Веднага трябва да определим: спрямо какво и в каква координатна система.
През 1961 г. нашата група от Държавния астрономически институт им. Московският държавен университет "П. К. Щернберг" проведе наблюдения на разсеяната слънчева ултравиолетова радиация в линиите на водород (1215A) и кислород (1300A) от геофизични ракети на голяма надморска височина, издигащи се на височина от 500 km. По това време, благодарение на предложението на академик С. П. Королев, Съветският съюз започва систематично да изстрелва междупланетни станции, както прелитащи, така и кацащи, до Марс и Венера. Естествено, ние решихме да се опитаме да открием същите разширени водородни корони на Венера и Марс, както на Земята.
С тези изстрелвания успяхме да проследим следи от неутрален атомен водород до 125 000 км от Земята, т.е. до 25 земни радиуса. Плътността на водорода на такива разстояния от Земята е само около 1 атом на cm 3, което е с 19 порядъка по-малко от концентрацията на въздух на морското равнище! За наша голяма изненада обаче се оказа, че интензитетът на разсеяното лъчение в линията Лайман-алфа с дължина на вълната 1215 А не пада до нула дори на по-големи разстояния, а остава постоянен и доста висок, а интензитетът се променя с коефициент 2, в зависимост от това накъде гледа нашият малък телескоп.
Първоначално вярвахме, че светят далечни звезди, но изчисленията показаха, че такова сияние трябва да е с много порядъци по-ниско. Незначително количество космически прах в междузвездната среда напълно би „изяло“ тази радиация. Разширената слънчева корона, според теорията, трябваше да бъде почти напълно йонизирана и там не трябваше да има неутрални атоми.
Всичко, което остана, беше междузвездната среда, която можеше да бъде до голяма степен неутрална близо до Слънцето, което обясняваше ефекта, който открихме. Две години след нашата публикация J.-E. Blamont и J.-Y. Берто от френската аерономическа служба от американския сателит OGO-V откри геометричния паралакс на областта на максимално сияние в линията Lyman-alpha, което направи възможно незабавното оценяване на разстоянията до него. Тази стойност се оказа приблизително 25 астрономически единици. Определени са и координатите на този максимум. Картината започна да се изяснява. Решаващ принос към този проблем имат двама немски физици - P. W. Bloom и H. J. Fahr, които изтъкват ролята на движението на Слънцето спрямо междузвездната среда. За да измерим всички параметри на това движение, през 1975 г. ние, заедно с вече споменатите френски специалисти, проведохме два специални експеримента върху домашните спътници „Прогноз-5” и „Прогноз-6”. Тези сателити позволиха да се картографира цялото небе в алфа линията на Лиман, както и да се измери температурата на неутралните водородни атоми в междузвездната среда. Плътността на тези атоми беше определена „в безкрайност“, т.е. далеч от Слънцето, скоростта и посоката на движение на Слънцето спрямо местната междузвездна среда.
Атомната плътност се оказа 0,06 атома/cm 3 , а скоростта 25 km/s. Разработена е и теория за проникването на атоми от междузвездната среда в Слънчевата система. Оказа се, че неутралните водородни атоми, летящи близо до Слънцето по хиперболични траектории, се йонизират по два механизма. Първият от тях е фотойонизация чрез ултравиолетово и рентгеново лъчение от Слънцето с дължини на вълните по-къси от 912А, а вторият механизъм е обмен на заряд (обмен на електрони) с протони на слънчевия вятър, които проникват в цялата Слънчева система. Вторият йонизационен механизъм се оказва 2–3 пъти по-ефективен от първия. Слънчевият вятър се спира от междузвездното магнитно поле на разстояние приблизително 100 астрономически единици, а междузвездната среда, вливаща се в слънчевата система, се спира на разстояние 200 AU.
Между тези две ударни вълни (вероятно свръхзвукови) има област от много гореща, напълно йонизирана плазма с температура 10 7 или дори 10 8 К. Въпросът за взаимодействието на падащи неутрални водородни атоми с гореща плазма в тази междинна област е изключително интересно. Когато междузвездни, относително студени атоми на междузвездната среда се презареждат с горещи протони в тази област, се образуват неутрални атоми с много висока температура и съответната скорост, дадена по-горе. Те проникват в цялата слънчева система и могат да бъдат открити близо до Земята. За целта САЩ изстреляха преди 2 години специален сателит на Земята IBEX, който успешно работи за решаването на тези и свързаните с тях проблеми. Ефектът от „протичането“ на междузвездната среда, който открихме, беше наречен „междузвезден вятър“.
За да заобиколи този неясен проблем, нашата група проведе серия от наблюдения със спътника Prognoz в неутралната хелиева линия с дължина на вълната 584A. Хелият не участва в процеса на обмен на заряд с протоните на слънчевия вятър и почти не се йонизира от слънчевата ултравиолетова радиация. Благодарение на това неутралните хелиеви атоми, летящи по хиперболи покрай Слънцето, се фокусират зад него, образувайки конус с повишена плътност, който наблюдавахме. Оста на този конус ни дава посоката на движение на Слънцето спрямо местната междузвездна среда, а нейната дивергенция позволява да се определи температурата на хелиевите атоми в междузвездната среда далеч от Слънцето.
Нашите резултати за хелий бяха в отлично съответствие с измерванията за атомен водород. Плътността на атомния хелий "в безкрайността" се оказа равна на 0,018 атома / cm 3, което направи възможно определянето на степента на йонизация на атомния водород, като се приеме, че изобилието на хелий е равно на стандарта за междузвездна среда . Това съответства на 10–30% степен на йонизация на атомния водород. Плътността и температурата на атомния водород, които намерихме, точно съответстват на зоната на неутрален водород с леко повишена температура - 12000 K.
През 2000 г. германски астрономи, водени от Х. Розенбауер, успяха директно да открият неутрални хелиеви атоми, летящи в Слънчевата система от междузвездната среда, използвайки извънеклиптичния космически кораб Ulysses. Те определят параметрите на „междузвездния вятър“ (плътността на атомния хелий, скоростта и посоката на движение на Слънцето спрямо местната междузвездна среда). Резултатите от директните измервания на хелиеви атоми съвпадат перфектно с нашите оптични измервания.
Това е историята на откриването на друго движение на нашето Слънце.
Всеки човек, дори да лежи на дивана или да седи близо до компютъра, е в постоянно движение. Това непрекъснато движение в космическото пространство има различни посоки и огромни скорости. На първо място, Земята се движи около своята ос. Освен това планетата се върти около Слънцето. Но това не е всичко. Заедно със Слънчевата система изминаваме много по-внушителни разстояния.
Слънцето е една от звездите, разположени в равнината на Млечния път или просто Галактиката. Тя е отдалечена от центъра на 8 kpc, а разстоянието от равнината на Галактиката е 25 pc. Звездната плътност в нашия регион на Галактиката е приблизително 0,12 звезди на 1 pc3. Позицията на Слънчевата система не е постоянна: тя е в постоянно движение спрямо близките звезди, междузвездния газ и накрая около центъра на Млечния път. Движението на Слънчевата система в Галактиката е забелязано за първи път от Уилям Хершел.
Преместване спрямо близките звезди
Скоростта на движение на Слънцето до границата на съзвездията Херкулес и Лира е 4 а.с. на година или 20 км/с. Векторът на скоростта е насочен към така наречения апекс - точката, към която е насочено и движението на други близки звезди. Посоки на скоростите на звездите, вкл. Слънцата се пресичат в точка срещу върха, наречена антиапекс.
Движение спрямо видимите звезди
Отделно се измерва движението на Слънцето спрямо ярките звезди, които могат да се видят без телескоп. Това е индикатор за стандартното движение на Слънцето. Скоростта на такова движение е 3 AU. на година или 15 км/с.
Движение спрямо междузвездното пространство
По отношение на междузвездното пространство Слънчевата система вече се движи по-бързо, скоростта е 22-25 km/s. В същото време, под въздействието на „междузвездния вятър“, който „духа“ от южната част на Галактиката, върхът се измества към съзвездието Змиеносец. Смяната се оценява на около 50.
Навигация около центъра на Млечния път
Слънчевата система е в движение спрямо центъра на нашата Галактика. Движи се към съзвездието Лебед. Скоростта е около 40 AU. на година или 200 км/с. Необходими са 220 милиона години, за да завърши една революция. Невъзможно е да се определи точната скорост, тъй като върхът (центърът на Галактиката) е скрит от нас зад плътни облаци междузвезден прах. Върхът се измества с 1,5° на всеки милион години и завършва пълен кръг за 250 милиона години или 1 галактическа година.
Пътуване до края на Млечния път
Движение на галактиката в открития космос
Нашата Галактика също не стои на едно място, а се приближава към галактиката Андромеда със скорост 100-150 км/сек. Група от галактики, която включва Млечния път, се движи към големия куп Дева със скорост от 400 km/s. Трудно е да си представим, а още по-трудно е да изчислим какво разстояние изминаваме всяка секунда. Тези разстояния са огромни, а грешките в такива изчисления са все още доста големи.
Тази статия разглежда скоростта на движение на Слънцето и Галактиката спрямо различни референтни системи:
- скоростта на движение на Слънцето в Галактиката спрямо най-близките звезди, видимите звезди и центъра на Млечния път;
- скоростта на движение на Галактиката спрямо локалната група галактики, далечните звездни купове и космическото микровълново фоново лъчение.
Кратко описание на галактиката Млечен път.
Описание на галактиката.
Преди да започнем да изучаваме скоростта на движение на Слънцето и Галактиката във Вселената, нека разгледаме по-отблизо нашата Галактика.
Ние живеем, така да се каже, в гигантски „звезден град“.Или по-скоро нашето Слънце „живее“ в него. Населението на този „град“ е разнообразие от звезди и повече от двеста милиарда от тях „живеят“ в него. Безброй слънца се раждат в него, изживяват своята младост, средна възраст и старост – преминават през дълъг и сложен жизнен път, продължаващ милиарди години.
Размерът на този „звезден град“ — Галактиката — е огромен.Разстоянията между съседните звезди са средно хиляди милиарди километри (6 * 10 13 km). А такива съседи са над 200 милиарда.
Ако се втурнем от единия до другия край на Галактиката със скоростта на светлината (300 000 км/сек), това ще отнеме около 100 хиляди години.
Цялата ни звездна система се върти бавно като гигантско колело, съставено от милиарди слънца.
В центъра на Галактиката изглежда има свръхмасивна черна дупка (Стрелец A*) (около 4,3 милиона слънчеви маси), около която вероятно има черна дупка със средна маса със средна маса от 1000 до 10 000 слънчеви маси и орбитален период от около 100 години се върти няколко хиляди относително малки. Техният комбиниран гравитационен ефект върху съседните звезди кара последните да се движат по необичайни траектории. Има предположение, че повечето галактики имат свръхмасивни черни дупки в ядрото си.
Централните региони на Галактиката се характеризират със силна концентрация на звезди: всеки кубичен парсек близо до центъра съдържа много хиляди от тях. Разстоянията между звездите са десетки и стотици пъти по-малки, отколкото в близост до Слънцето.
Ядрото на Галактиката привлича всички други звезди с огромна сила. Но огромен брой звезди са разпръснати из „звездния град“. И те също се привличат взаимно в различни посоки и това има комплексен ефект върху движението на всяка звезда. Следователно Слънцето и милиарди други звезди обикновено се движат по кръгови пътеки или елипси около центъра на Галактиката. Но това е само „предимно“ - ако се вгледаме внимателно, ще видим, че те се движат по по-сложни криви, криволичещи пътеки сред околните звезди.
Характеристики на галактиката Млечен път:
Местоположението на Слънцето в Галактиката.
Къде е Слънцето в Галактиката и движи ли се то (а с него и Земята, и ти и аз)? В „центъра” ли сме или поне някъде близо до него? Проучванията показват, че Слънцето и Слънчевата система се намират на огромно разстояние от центъра на Галактиката, по-близо до „градските покрайнини“ (26 000 ± 1400 светлинни години).
Слънцето се намира в равнината на нашата Галактика и е отдалечено от центъра си с 8 kpc и от равнината на Галактиката с приблизително 25 pc (1 pc (парсек) = 3,2616 светлинни години). В района на Галактиката, където се намира Слънцето, звездната плътност е 0,12 звезди на pc 3 .
Ориз. Модел на нашата Галактика
Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката.
Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката обикновено се разглежда спрямо различни референтни системи:
- Спрямо близките звезди.
- Спрямо всички ярки звезди, видими с просто око.
- Относно междузвездния газ.
- Спрямо центъра на Галактиката.
1. Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката спрямо най-близките звезди.
Точно както скоростта на летящ самолет се разглежда спрямо Земята, без да се отчита полета на самата Земя, така и скоростта на Слънцето може да се определи спрямо най-близките до него звезди. Като звездите от системата Сириус, Алфа Кентавър и др.
- Тази скорост на движение на Слънцето в Галактиката е относително малка: само 20 km/sec или 4 AU. (1 астрономическа единица е равна на средното разстояние от Земята до Слънцето - 149,6 милиона км.)
Слънцето, спрямо най-близките звезди, се движи към точка (върх), разположена на границата на съзвездията Херкулес и Лира, приблизително под ъгъл от 25° спрямо равнината на Галактиката. Екваториални координати на върха α = 270°, δ = 30°.
2. Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката спрямо видимите звезди.
Ако разгледаме движението на Слънцето в галактиката Млечен път спрямо всички звезди, видими без телескоп, тогава неговата скорост е още по-малка.
- Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката спрямо видимите звезди е 15 km/sec или 3 AU.
Върхът на движението на Слънцето в този случай също лежи в съзвездието Херкулес и има следните екваториални координати: α = 265°, δ = 21°.
Ориз. Скоростта на Слънцето спрямо близките звезди и междузвезден газ.
3. Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката спрямо междузвездния газ.
Следващият обект в Галактиката, спрямо който ще разгледаме скоростта на движение на Слънцето, е междузвезден газ.
Необятността на Вселената не е толкова безлюдна, колкото се смяташе дълго време. Макар и в малки количества, междузвездният газ присъства навсякъде, изпълвайки всички кътчета на Вселената. Междузвездният газ, въпреки очевидната празнота на незапълненото пространство на Вселената, представлява почти 99% от общата маса на всички космически обекти. Плътни и студени форми на междузвезден газ, съдържащи водород, хелий и минимални количества тежки елементи (желязо, алуминий, никел, титан, калций), са в молекулярно състояние, комбинирайки се в огромни облачни полета. Обикновено елементите в междузвездния газ са разпределени както следва: водород - 89%, хелий - 9%, въглерод, кислород, азот - около 0,2-0,3%.
Ориз. Газовият и прахов облак IRAS 20324+4057 от междузвезден газ и прах е с дължина 1 светлинна година, подобно на попова лъжица, в която е скрита растяща звезда.
Облаците от междузвезден газ могат не само да се въртят подредено около галактически центрове, но и да имат нестабилно ускорение. В продължение на няколко десетки милиона години те се настигат един друг и се сблъскват, образувайки комплекси от прах и газ.
В нашата Галактика по-голямата част от междузвездния газ е концентриран в спирални ръкави, един от коридорите на които се намира близо до Слънчевата система.
- Скоростта на Слънцето в Галактиката спрямо междузвездния газ: 22-25 км/сек.
Междузвездният газ в непосредствена близост до Слънцето има значителна собствена скорост (20-25 km/s) спрямо най-близките звезди. Под негово влияние върхът на движение на Слънцето се измества към съзвездието Змиеносец (α = 258°, δ = -17°). Разликата в посоката на движение е около 45°.
В трите точки, разгледани по-горе, става дума за така наречената пекулярна, относителна скорост на Слънцето. С други думи, особената скорост е скоростта спрямо космическата референтна система.
Но Слънцето, най-близките до него звезди и местният междузвезден облак всички заедно участват в по-голямо движение - движение около центъра на Галактиката.
И тук говорим за напълно различни скорости.
- Скоростта на Слънцето около центъра на Галактиката е огромна за земните стандарти - 200-220 км/сек (около 850 000 км/ч) или повече от 40 астрономически единици. / година.
Невъзможно е да се определи точната скорост на Слънцето около центъра на Галактиката, тъй като центърът на Галактиката е скрит от нас зад гъсти облаци от междузвезден прах. Все повече и повече нови открития в тази област обаче намаляват очакваната скорост на нашето слънце. Съвсем наскоро говореха за 230-240 км/сек.
Слънчевата система в Галактиката се движи към съзвездието Лебед.
Движението на Слънцето в Галактиката става перпендикулярно на посоката към центъра на Галактиката. Оттук и галактическите координати на върха: l = 90°, b = 0° или в по-познатите екваториални координати - α = 318°, δ = 48°. Тъй като това е движение на обръщане, върхът се движи и завършва пълен кръг в една „галактическа година“, приблизително 250 милиона години; ъгловата му скорост е ~5″ / 1000 години, т.е. координатите на върха се изместват с градус и половина за милион години.
Нашата Земя е на около 30 такива „галактически години“.
Ориз. Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката спрямо центъра на Галактиката.
Между другото, един интересен факт за скоростта на Слънцето в Галактиката:
Скоростта на въртене на Слънцето около центъра на Галактиката почти съвпада със скоростта на вълната на уплътняване, образуваща спиралния ръкав. Тази ситуация е нетипична за Галактиката като цяло: спиралните рамена се въртят с постоянна ъглова скорост, като спици в колело, и движението на звездите се извършва по различен модел, така че почти цялата звездна популация на диска или пада. вътре в спиралните рамена или изпада от тях. Единственото място, където скоростите на звездите и спиралните ръкави съвпадат, е т. нар. коротационен кръг и именно върху него се намира Слънцето.
За Земята това обстоятелство е изключително важно, тъй като в спиралните ръкави протичат бурни процеси, генериращи мощна радиация, която е разрушителна за всички живи същества. И никаква атмосфера не можеше да защити от него. Но нашата планета съществува на относително спокойно място в Галактиката и не е била засегната от тези космически катаклизми в продължение на стотици милиони (или дори милиарди) години. Може би това е причината животът да се зароди и да оцелее на Земята.
Скоростта на движение на Галактиката във Вселената.
Скоростта на движение на Галактиката във Вселената обикновено се разглежда спрямо различни референтни системи:
- Отнесено към местната група галактики (скорост на приближаване с галактиката Андромеда).
- Спрямо далечни галактики и клъстери от галактики (скоростта на движение на Галактиката като част от локалната група галактики към съзвездието Дева).
- По отношение на космическото микровълново фоново лъчение (скоростта на движение на всички галактики в най-близката до нас част от Вселената към Големия атрактор - клъстер от огромни супергалактики).
Нека разгледаме по-отблизо всяка от точките.
1. Скоростта на движение на галактиката Млечен път към Андромеда.
Нашата галактика Млечен път също не стои на едно място, а се привлича гравитационно и се приближава към галактиката Андромеда със скорост 100-150 km/s. Основният компонент на скоростта на приближаване на галактиките принадлежи на Млечния път.
Страничният компонент на движението не е точно известен и опасенията за сблъсък са преждевременни. Допълнителен принос за това движение има масивната галактика M33, разположена приблизително в същата посока като галактиката Андромеда. Като цяло, скоростта на движение на нашата Галактика спрямо барицентъра Местна група галактикиоколо 100 км/сек приблизително в посока Андромеда/Гущер (l = 100, b = -4, α = 333, δ = 52), но тези данни са все още много приблизителни. Това е много скромна относителна скорост: Галактиката се измества към собствения си диаметър за двеста до триста милиона години, или много приблизително за галактическа година.
2. Скоростта на движение на галактиката Млечен път към клъстера Дева.
На свой ред групата галактики, която включва нашия Млечен път, като едно цяло, се движи към големия куп Дева със скорост от 400 km/s. Това движение също е причинено от гравитационни сили и се случва спрямо далечни галактически купове.
Ориз. Скоростта на движение на галактиката Млечен път към клъстера Дева.
CMB радиация.
Според теорията за Големия взрив ранната Вселена е била гореща плазма, състояща се от електрони, бариони и фотони, постоянно излъчвани, абсорбирани и повторно излъчвани.
Докато Вселената се разширяваше, плазмата се охлаждаше и на определен етап забавените електрони успяха да се комбинират със забавени протони (водородни ядра) и алфа-частици (хелиеви ядра), образувайки атоми (този процес се нарича рекомбинация).
Това се случи при температура на плазмата от около 3000 K и приблизителна възраст на Вселената от 400 000 години. Имаше повече свободно пространство между частиците, имаше по-малко заредени частици, фотоните спряха да се разсейват толкова често и сега можеха да се движат свободно в пространството, практически без да взаимодействат с материята.
Тези фотони, които по това време са били излъчени от плазмата към бъдещото местоположение на Земята, все още достигат до нашата планета през пространството на Вселената, което продължава да се разширява. Тези фотони съставят космическо микровълново фоново лъчение, което е топлинно излъчване, равномерно изпълващо Вселената.
Съществуването на космическо микровълново фоново лъчение е предсказано теоретично от Г. Гамов в рамките на теорията за Големия взрив. Съществуването му е експериментално потвърдено през 1965 г.
Скоростта на движение на Галактиката спрямо космическото микровълново фоново лъчение.
По-късно започва изследването на скоростта на движение на галактиките спрямо космическото микровълново фоново лъчение. Това движение се определя чрез измерване на неравномерността на температурата на космическото микровълново фоново излъчване в различни посоки.
Температурата на излъчване има максимум в посока на движение и минимум в обратна посока. Степента на отклонение на температурното разпределение от изотропното (2,7 К) зависи от скоростта. От анализа на данните от наблюденията следва, че че Слънцето се движи спрямо CMB със скорост 400 km/s в посока α=11.6, δ=-12 .
Подобни измервания показаха и друго важно нещо: всички галактики в частта от Вселената, която е най-близо до нас, включително не само нашата локална група, но също и клъстерът Дева и други клъстери, се движат спрямо фоновото космическо микровълново фоново излъчване при неочаквано висока скорости.
За Местната група галактики тя е 600-650 км/сек с връх в съзвездието Хидра (α=166, δ=-27). Изглежда, че някъде в дълбините на Вселената има огромен клъстер от много свръхкупове, привличащи материя от нашата част на Вселената. Този клъстер беше кръстен Великият привличащ -от английската дума "attract" - привличам.
Тъй като галактиките, които образуват Големия атрактор, са скрити от междузвездния прах, който съставлява Млечния път, картографирането на атрактора е възможно едва през последните години с помощта на радиотелескопи.
Големият атрактор се намира в пресечната точка на няколко суперкупа от галактики. Средната плътност на материята в този регион не е много по-голяма от средната плътност на Вселената. Но поради гигантския си размер, масата му се оказва толкова голяма и силата на привличане е толкова огромна, че не само нашата звездна система, но и други галактики и техните клъстери наблизо се движат в посока на Великия атрактор, образувайки огромен поток от галактики.
Ориз. Скоростта на движение на Галактиката във Вселената. За Великия Атрактор!
И така, нека обобщим.
Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката и Галактиките във Вселената. Пивотна таблица.
Йерархия на движенията, в които участва нашата планета:
- въртене на Земята около Слънцето;
- въртене със Слънцето около центъра на нашата Галактика;
- движение спрямо центъра на Местната група галактики заедно с цялата Галактика под въздействието на гравитационното привличане на съзвездието Андромеда (галактика M31);
- движение към клъстер от галактики в съзвездието Дева;
- движение към Великия атрактор.
Скоростта на движение на Слънцето в Галактиката и скоростта на движение на Галактиката Млечен път във Вселената. Пивотна таблица.
Трудно е да си представим, а още по-трудно е да изчислим какво разстояние изминаваме всяка секунда. Тези разстояния са огромни, а грешките в такива изчисления са все още доста големи. Това са данните, с които науката разполага днес.
| Движение на Слънцето и Галактиката спрямо обекта на Вселената | Скорост на движение на Слънцето или Галактиката | Апекс |
| Локално: Слънцето спрямо близките звезди | 20 км/сек | Херкулес |
| Стандарт: Слънце спрямо ярки звезди | 15 км/сек | Херкулес |
| Слънцето спрямо междузвездния газ | 22-25 км/сек | Змиеносец |
| Слънцето спрямо галактическия център | ~200 км/сек | Лебед |
| Слънце спрямо Местната група галактики | 300 км/сек | Гущер |
| Галактика спрямо Местната група галактики | ~100 км/сек | Андромеда / Гущер |
| Галактика спрямо купове | 400 км/сек | зодия Дева |
| Слънце спрямо CMB | 390 км/сек | Лъв/ чаша |
| Галактика спрямо CMB | 550-600 км/сек | Лъв/Хидра |
| Местна група галактики спрямо CMB | 600-650 км/сек | Хидра |
Това е всичко за скоростта на движение на Слънцето в Галактиката и Галактиките във Вселената. Ако имате въпроси или разяснения, моля, оставете коментари по-долу. Нека да го разберем заедно! 🙂
С уважение към моите читатели,
Ахмерова Зулфия.
Специални благодарности на следните сайтове като източници за статията:
http://spacegid.com
http://www.astromyth.ru
http://teleskop.slovarik.org
В живота няма такова нещо като вечен душевен мир. Самият живот е движение и не може да съществува без желания, страх и чувства.
Томас Хобс
Читател пита:
Намерих видео в YouTube с теория за спиралното движение на слънчевата система през нашата галактика. Не ми се стори убедително, но бих искал да го чуя от вас. Правилно ли е научно?
Първо нека изгледаме самото видео:
Някои от твърденията в това видео са верни. Например:
- планетите се въртят около Слънцето в приблизително еднаква равнина
- Слънчевата система се движи през галактиката под ъгъл от 60° между галактическата равнина и равнината на въртене на планетите
- Слънцето, докато обикаля около Млечния път, се движи нагоре и надолу, навътре и навън спрямо останалата част от галактиката.
Всичко това е вярно, но видеото показва всички тези факти неправилно.
Известно е, че планетите се движат около Слънцето по елипси, според законите на Кеплер, Нютон и Айнщайн. Но снимката отляво е грешна като мащаб. Той е неправилен по отношение на форми, размери и ексцентричности. И въпреки че орбитите в диаграмата вдясно изглеждат по-малко като елипси, орбитите на планетите изглеждат нещо подобно по отношение на мащаба.
Да вземем друг пример – орбитата на Луната.
Известно е, че Луната се върти около Земята с период от малко под един месец, а Земята се върти около Слънцето с период от 12 месеца. Коя от представените картини показва по-добре движението на Луната около Слънцето? Ако сравним разстоянията от Слънцето до Земята и от Земята до Луната, както и скоростта на въртене на Луната около Земята и системата Земя/Луна около Слънцето, се оказва, че вариант D е най-добър демонстрира ситуацията. Те могат да бъдат преувеличени, за да се постигнат някои ефекти, но количествено опции A, B и C са неправилни.
Сега да преминем към движението на слънчевата система през галактиката.
Колко неточности съдържа? Първо, всички планети са в една и съща равнина във всеки един момент. Няма изоставане, което планетите, които са по-отдалечени от Слънцето, биха демонстрирали спрямо по-малко отдалечените.
Второ, нека си спомним реалните скорости на планетите. Меркурий се движи по-бързо от всички останали в нашата система, като се върти около Слънцето със скорост от 47 km/s. Това е 60% по-бързо от орбиталната скорост на Земята, около 4 пъти по-бързо от Юпитер и 9 пъти по-бързо от Нептун, който обикаля с 5,4 km/s. А Слънцето лети през галактиката със скорост 220 km/s.
За времето, необходимо на Меркурий да направи едно завъртане, цялата слънчева система изминава 1,7 милиарда километра по своята интрагалактична елиптична орбита. В същото време радиусът на орбитата на Меркурий е само 58 милиона километра, или само 3,4% от разстоянието, на което се движи цялата слънчева система.
Ако начертаем движението на Слънчевата система през галактиката в мащаб и погледнем как се движат планетите, ще видим следното:
Представете си, че цялата система - Слънцето, Луната, всички планети, астероиди, комети - се движат с висока скорост под ъгъл от около 60° спрямо равнината на Слънчевата система. Нещо като това:
Ако съберем всичко това заедно, получаваме по-точна картина:
Ами прецесията? А също и за трептенията надолу-нагоре и навътре-навън? Всичко това е вярно, но видеото го показва по прекалено преувеличен и погрешно интерпретиран начин.
Наистина, прецесията на Слънчевата система се случва с период от 26 000 години. Но няма спираловидно движение, нито в Слънцето, нито в планетите. Прецесията се осъществява не от орбитите на планетите, а от оста на въртене на Земята.
Полярната звезда не се намира постоянно точно над Северния полюс. През повечето време нямаме полярна звезда. Преди 3000 години Кохаб е бил по-близо до полюса от Полярната звезда. След 5500 години Алдерамин ще стане полярната звезда. И след 12 000 години Вега, втората най-ярка звезда в Северното полукълбо, ще бъде само на 2 градуса от полюса. Но това е, което се променя с честота веднъж на 26 000 години, а не движението на Слънцето или планетите.
Какво ще кажете за слънчевия вятър?
Това е радиация, идваща от Слънцето (и всички звезди), а не това, в което се блъскаме, докато се движим през галактиката. Горещите звезди излъчват бързо движещи се заредени частици. Границата на слънчевата система минава там, където слънчевият вятър вече няма способността да отблъсне междузвездната среда. Там е границата на хелиосферата.
Сега относно движенията нагоре и надолу, навътре и навън по отношение на галактиката.
Тъй като Слънцето и Слънчевата система са обект на гравитация, тя е тази, която доминира в тяхното движение. Сега Слънцето се намира на разстояние 25-27 хиляди светлинни години от центъра на галактиката и се движи около него в елипса. В същото време всички други звезди, газ, прах, също се движат през галактиката в елипси. И елипсата на Слънцето е различна от всички останали.
С период от 220 милиона години Слънцето прави пълна обиколка около галактиката, преминавайки малко над и под центъра на галактическата равнина. Но тъй като цялата останала материя в галактиката се движи по същия начин, ориентацията на галактическата равнина се променя с времето. Може да се движим в елипса, но галактиката е въртяща се плоча, така че се движим нагоре и надолу по нея на всеки 63 милиона години, въпреки че нашето движение навътре и навън се случва на всеки 220 милиона години.
Но планетите не се въртят, движението им е изкривено до неузнаваемост, видеото неправилно говори за прецесия и слънчев вятър, а текстът е пълен с грешки. Симулацията е много добре направена, но би била много по-красива, ако беше правилна.
Нашата звезда, заснета през филтри
Когато се наблюдава от Земята, измерената скорост на въртене е 24,47 дни, но ако извадим скоростта на въртене на самата Земя около Слънцето, тя е 25,38 земни дни.
Астрономите наричат това сидеричен период на въртене, който се различава от синодичния период по времето, необходимо на слънчевите петна да се въртят около Слънцето, когато се наблюдават от Земята.
Скоростта на въртене на петната намалява с приближаването им към полюсите, така че на полюсите периодът на въртене около оста може да достигне 38 дни.
Наблюдения на въртенето
Движението на Слънцето се вижда ясно, ако се наблюдават неговите петна. Всички петна се движат по повърхността. Това движение е част от цялостното движение на звездата около нейната ос.
Наблюденията показват, че той не се върти като твърдо тяло, а различно.
Това означава, че се движи по-бързо на екватора и по-бавно на полюсите. Газовите гиганти: Юпитер и Сатурн също имат диференциално въртене.
Астрономите измериха скоростта на въртене на Слънцето от ширина 26° от екватора и установиха, че едно завъртане около оста му отнема 25,38 земни дни. Оста на въртене сключва ъгъл от 7 градуса и 15 минути.
Вътрешните области и ядрото се въртят заедно като твърдо тяло. А външните слоеве, конвективната зона и фотосферата, се въртят с различна скорост.
Революцията на Слънцето около центъра на галактиката
Нашата звезда и ние заедно с нея се въртим около центъра на галактиката Млечен път. Средната скорост е 828 000 км/ч. Една революция отнема около 230 милиона години. Млечният път е спирална галактика. Смята се, че се състои от централно ядро, 4 основни рамена с няколко къси сегмента.