Gorąco polecamy spotkanie z nim. Znajdziesz tam wielu nowych przyjaciół. Ponadto jest to najszybszy i najskuteczniejszy sposób kontaktu z administratorami projektów. Sekcja Aktualizacje antywirusa nadal działa - zawsze aktualne, bezpłatne aktualizacje dla Dr Web i NOD. Nie miałeś czasu czegoś przeczytać? Pełną zawartość tickera można znaleźć pod tym linkiem.
W tym artykule zbadano prędkość ruchu Słońca i Galaktyki w stosunku do różnych układów odniesienia:
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem pobliskich gwiazd, gwiazd widzialnych i centrum Drogi Mlecznej;
Prędkość ruchu Galaktyki względem lokalnej grupy galaktyk, odległych gromad gwiazd i kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła.
Krótki opis Drogi Mlecznej.
Opis Galaktyki.
Zanim zaczniemy badać prędkość ruchu Słońca i Galaktyki we Wszechświecie, przyjrzyjmy się bliżej naszej Galaktyce.
Żyjemy jakby w gigantycznym „gwiezdnym mieście”. A raczej nasze Słońce w nim „żyje”. Populacja tego „miasta” to różnorodne gwiazdy, a ponad dwieście miliardów z nich „żyje” w nim. Rodzą się w nim niezliczone ilości słońc, przeżywają swoją młodość, wiek średni i starość – przechodzą długą i złożoną ścieżkę życia, trwającą miliardy lat.
Rozmiar tego „gwiezdnego miasta” – Galaktyki – jest ogromny. Odległości pomiędzy sąsiednimi gwiazdami wynoszą średnio tysiące miliardów kilometrów (6*1013 km). A takich sąsiadów jest ponad 200 miliardów.
Gdybyśmy przejechali z jednego końca Galaktyki na drugi z prędkością światła (300 000 km/s), zajęłoby to około 100 tysięcy lat.
Cały nasz układ gwiezdny obraca się powoli, jak gigantyczne koło składające się z miliardów słońc.
Orbita Słońca
W centrum Galaktyki najwyraźniej znajduje się supermasywna czarna dziura (Sagittarius A*) (około 4,3 miliona mas Słońca), wokół której prawdopodobnie znajduje się czarna dziura o średniej masie o średniej masie od 1000 do 10 000 mas Słońca i okrążeniu orbitalnym okres około 100 lat obraca się kilka tysięcy stosunkowo małych. Ich połączony wpływ grawitacyjny na sąsiednie gwiazdy powoduje, że te ostatnie poruszają się po niezwykłych trajektoriach. Zakłada się, że większość galaktyk ma w swoim jądrze supermasywne czarne dziury.
Centralne obszary Galaktyki charakteryzują się dużą koncentracją gwiazd: każdy parsek sześcienny w pobliżu centrum zawiera wiele tysięcy gwiazd. Odległości między gwiazdami są dziesiątki i setki razy mniejsze niż w pobliżu Słońca.
Jądro Galaktyki przyciąga wszystkie inne gwiazdy z ogromną siłą. Ale ogromna liczba gwiazd jest rozproszona po całym „gwiezdnym mieście”. Przyciągają się także w różnych kierunkach, co ma złożony wpływ na ruch każdej gwiazdy. Dlatego Słońce i miliardy innych gwiazd poruszają się zazwyczaj po kołowych ścieżkach, czyli elipsach, wokół centrum Galaktyki. Ale to tylko „przeważnie” – jeśli przyjrzymy się uważnie, zobaczymy, że poruszają się one po bardziej skomplikowanych krzywiznach, wijąc się po ścieżkach wśród otaczających gwiazd.
Charakterystyka Galaktyki Drogi Mlecznej:
Położenie Słońca w Galaktyce.
Gdzie jest Słońce w Galaktyce i czy się porusza (a wraz z nim Ziemia, Ty i ja)? Czy jesteśmy w „centrum miasta”, czy chociaż gdzieś blisko niego? Badania wykazały, że Słońce i Układ Słoneczny znajdują się w ogromnej odległości od centrum Galaktyki, bliżej „przedmieść miejskich” (26 000 ± 1400 lat świetlnych).
Słońce znajduje się w płaszczyźnie naszej Galaktyki i jest oddalone od jej centrum o 8 kpc, a od płaszczyzny Galaktyki o około 25 szt. (1 szt. (parsek) = 3,2616 lat świetlnych). W obszarze Galaktyki, w którym znajduje się Słońce, gęstość gwiazd wynosi 0,12 gwiazdy na pc3.
Model naszej Galaktyki
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce.
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce zwykle rozważa się w odniesieniu do różnych układów odniesienia:
W stosunku do pobliskich gwiazd.
W stosunku do wszystkich jasnych gwiazd widocznych gołym okiem.
Jeśli chodzi o gaz międzygwiazdowy.
Względem centrum Galaktyki.
1. Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem najbliższych gwiazd.
Tak jak prędkość lecącego samolotu rozważa się w odniesieniu do Ziemi, nie biorąc pod uwagę lotu samej Ziemi, tak prędkość Słońca można wyznaczyć względem najbliższych mu gwiazd. Takie jak gwiazdy układu Syriusza, Alfa Centauri itp.
Ta prędkość ruchu Słońca w Galaktyce jest stosunkowo niewielka: tylko 20 km/s, czyli 4 jednostki astronomiczne. (1 jednostka astronomiczna równa się średniej odległości Ziemi od Słońca - 149,6 mln km.)
Słońce względem najbliższych gwiazd zbliża się do punktu (wierzchołka) leżącego na granicy konstelacji Herkulesa i Lutni, pod kątem w przybliżeniu 25° do płaszczyzny Galaktyki. Współrzędne równikowe wierzchołka = 270°, = 30°.
2. Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem widocznych gwiazd.
Jeśli weźmiemy pod uwagę ruch Słońca w Drodze Mlecznej względem wszystkich gwiazd widocznych bez teleskopu, to jego prędkość jest jeszcze mniejsza.
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem widocznych gwiazd wynosi 15 km/s, czyli 3 jednostki astronomiczne.
Wierzchołek ruchu Słońca w tym przypadku również leży w gwiazdozbiorze Herkulesa i ma następujące współrzędne równikowe: = 265°, = 21°.
Prędkość Słońca względem pobliskich gwiazd i gazu międzygwiazdowego
3. Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem gazu międzygwiazdowego.
Kolejnym obiektem w Galaktyce, względem którego rozważymy prędkość ruchu Słońca, jest gaz międzygwiazdowy.
Ogrom wszechświata nie jest tak pusty, jak długo sądzono. Chociaż w małych ilościach gaz międzygwiazdowy jest obecny wszędzie, wypełniając wszystkie zakątki wszechświata. Gaz międzygwiazdowy, pomimo pozornej pustki niewypełnionej przestrzeni Wszechświata, stanowi prawie 99% całkowitej masy wszystkich obiektów kosmicznych. Gęste i zimne formy gazu międzygwiazdowego, zawierające wodór, hel i minimalne ilości ciężkich pierwiastków (żelazo, aluminium, nikiel, tytan, wapń), znajdują się w stanie molekularnym, łącząc się w rozległe pola chmurowe. Zazwyczaj pierwiastki w gazie międzygwiazdowym rozkładają się następująco: wodór – 89%, hel – 9%, węgiel, tlen, azot – około 0,2-0,3%.
Obłok gazu i pyłu IRAS 20324+4057, złożony z międzygwiazdowego gazu i pyłu, ma długość 1 roku świetlnego i przypomina kijankę, w której ukryta jest rosnąca gwiazda
Obłoki gazu międzygwiazdowego mogą nie tylko w sposób uporządkowany obracać się wokół centrów galaktycznych, ale także mają niestabilne przyspieszenie. W ciągu kilkudziesięciu milionów lat doganiają się i zderzają, tworząc kompleksy pyłu i gazu.
W naszej Galaktyce większość gazu międzygwiazdowego koncentruje się w ramionach spiralnych, których jeden z korytarzy znajduje się w pobliżu Układu Słonecznego.
Prędkość Słońca w Galaktyce względem gazu międzygwiazdowego: 22-25 km/s.
Gaz międzygwiazdowy w bezpośrednim sąsiedztwie Słońca ma znaczną prędkość wewnętrzną (20-25 km/s) w stosunku do najbliższych gwiazd. Pod jego wpływem wierzchołek ruchu Słońca przesuwa się w stronę gwiazdozbioru Wężownika (= 258°, = -17°). Różnica w kierunku ruchu wynosi około 45°.
4. Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem centrum Galaktyki.
W trzech omówionych powyżej punktach mówimy o tzw. szczególnej, względnej prędkości Słońca. Innymi słowy, osobliwa prędkość to prędkość względem kosmicznego układu odniesienia.
Jednak Słońce, najbliższe mu gwiazdy i lokalny obłok międzygwiazdowy razem uczestniczą w większym ruchu – ruchu wokół centrum Galaktyki.
A tutaj mówimy o zupełnie innych prędkościach.
Prędkość Słońca wokół centrum Galaktyki jest ogromna jak na ziemskie standardy - 200-220 km/s (około 850 000 km/h), czyli ponad 40 jednostek astronomicznych. / rok.
Niemożliwe jest określenie dokładnej prędkości Słońca wokół centrum Galaktyki, ponieważ centrum Galaktyki jest przed nami ukryte za gęstymi obłokami pyłu międzygwiazdowego. Jednak coraz więcej nowych odkryć w tym obszarze zmniejsza szacowaną prędkość naszego Słońca. Jeszcze niedawno mówiono o 230-240 km/s.
Układ Słoneczny w Galaktyce zmierza w stronę gwiazdozbioru Łabędzia.
Ruch Słońca w Galaktyce odbywa się prostopadle do kierunku centrum Galaktyki. Stąd galaktyczne współrzędne wierzchołka: l = 90°, b = 0° lub w bardziej znanych współrzędnych równikowych - = 318°, = 48°. Ponieważ jest to ruch odwrócenia, wierzchołek porusza się i zatacza pełne koło w „roku galaktycznym”, czyli około 250 milionów lat; jego prędkość kątowa wynosi ~5"/1000 lat, tj. współrzędne wierzchołka przesuwają się o półtora stopnia na milion lat.
Nasza Ziemia ma około 30 takich „lat galaktycznych”.
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce względem centrum Galaktyki
Przy okazji ciekawy fakt na temat prędkości Słońca w Galaktyce:
Prędkość obrotu Słońca wokół centrum Galaktyki niemal pokrywa się z prędkością fali zagęszczania tworzącej ramię spiralne. Sytuacja ta jest nietypowa dla całej Galaktyki: ramiona spiralne obracają się ze stałą prędkością kątową, jak szprychy w kole, a ruch gwiazd przebiega według innego schematu, więc prawie cała populacja gwiazd dysku albo spada wewnątrz ramion spiralnych lub z nich wypada. Jedynym miejscem, w którym zbiegają się prędkości gwiazd i ramion spiralnych, jest tzw. okrąg korotacyjny i to właśnie na nim znajduje się Słońce.
Dla Ziemi ta okoliczność jest niezwykle ważna, ponieważ w ramionach spiralnych zachodzą gwałtowne procesy, generując potężne promieniowanie, które jest destrukcyjne dla wszystkich żywych istot. I żadna atmosfera nie była w stanie przed tym uchronić. Ale nasza planeta znajduje się w stosunkowo spokojnym miejscu w Galaktyce i od setek milionów (a nawet miliardów) lat nie została dotknięta tymi kosmicznymi kataklizmami. Być może właśnie dlatego życie mogło powstać i przetrwać na Ziemi.
Prędkość ruchu Galaktyki we Wszechświecie.
Szybkość ruchu Galaktyki we Wszechświecie zwykle rozważa się w odniesieniu do różnych układów odniesienia:
W stosunku do Lokalnej Grupy Galaktyk (prędkość zbliżania się do Galaktyki Andromedy).
W odniesieniu do odległych galaktyk i gromad galaktyk (prędkość ruchu Galaktyki jako części lokalnej grupy galaktyk w kierunku gwiazdozbioru Panny).
Jeśli chodzi o kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (prędkość ruchu wszystkich galaktyk w najbliższej nam części Wszechświata w stronę Wielkiego Atraktora – gromady ogromnych supergalaktyk).
Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z punktów.
1. Prędkość ruchu Galaktyki Drogi Mlecznej w kierunku Andromedy.
Nasza Galaktyka Drogi Mlecznej również nie stoi w miejscu, lecz jest przyciągana grawitacyjnie i zbliża się do Galaktyki Andromedy z prędkością 100-150 km/s. Główny składnik prędkości zbliżania się galaktyk należy do Drogi Mlecznej.
Poprzeczna składowa ruchu nie jest dokładnie znana, a obawy dotyczące kolizji są przedwczesne. Dodatkowy wkład w ten ruch ma masywna galaktyka M33, położona mniej więcej w tym samym kierunku co galaktyka Andromedy. Ogólnie rzecz biorąc, prędkość ruchu naszej Galaktyki względem środka baryłki Lokalnej Grupy Galaktyk wynosi w przybliżeniu około 100 km/s w kierunku Andromeda/Jaszczurka (l = 100, b = -4, = 333, = 52), ale te dane są nadal bardzo przybliżone. Jest to bardzo skromna prędkość względna: Galaktyka osiąga swoją własną średnicę w ciągu od dwustu do trzystu milionów lat, czyli, z grubsza, w ciągu roku galaktycznego.
2. Prędkość ruchu Galaktyki Drogi Mlecznej w kierunku gromady w Pannie.
Z kolei grupa galaktyk obejmująca naszą Drogę Mleczną jako całość porusza się w kierunku dużej gromady w Pannie z prędkością 400 km/s. Ruch ten jest również powodowany siłami grawitacyjnymi i zachodzi względem odległych gromad galaktyk.
Prędkość Galaktyki Drogi Mlecznej w kierunku Gromady w Pannie
3. Prędkość ruchu Galaktyki we Wszechświecie. Do Wielkiego Atraktora!
Promieniowanie CMB.
Zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu wczesny Wszechświat był gorącą plazmą składającą się z elektronów, barionów i fotonów stale emitowanych, absorbowanych i ponownie emitowanych.
W miarę rozszerzania się Wszechświata, plazma ochładzała się i na pewnym etapie spowolnione elektrony były w stanie łączyć się ze spowolnionymi protonami (jądra wodoru) i cząstkami alfa (jądra helu), tworząc atomy (proces ten nazywany jest rekombinacją).
Stało się to w temperaturze plazmy około 3000 K i przybliżonym wieku Wszechświata wynoszącym 400 000 lat. Pomiędzy cząstkami było więcej wolnej przestrzeni, było mniej cząstek naładowanych, fotony przestały tak często się rozpraszać i mogły teraz swobodnie poruszać się w przestrzeni, praktycznie bez interakcji z materią.
Fotony, które wówczas były emitowane przez plazmę w stronę przyszłego położenia Ziemi, nadal docierają do naszej planety poprzez rozszerzającą się przestrzeń wszechświata. Fotony te tworzą kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła, czyli promieniowanie cieplne równomiernie wypełniające Wszechświat.
Istnienie kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła przewidywał teoretycznie G. Gamow w ramach teorii Wielkiego Wybuchu. Jego istnienie zostało eksperymentalnie potwierdzone w 1965 roku.
Prędkość ruchu Galaktyki w stosunku do kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła.
Później rozpoczęto badania prędkości ruchu galaktyk w stosunku do kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła. Ruch ten określa się poprzez pomiar nierównomierności temperatury kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła w różnych kierunkach.
Temperatura promieniowania ma maksimum w kierunku ruchu i minimum w kierunku przeciwnym. Stopień odchylenia rozkładu temperatury od izotropowego (2,7 K) zależy od prędkości. Z analizy danych obserwacyjnych wynika, że Słońce porusza się względem KMPT z prędkością 400 km/s w kierunku =11,6, =-12.
Takie pomiary pokazały też inną ważną rzecz: wszystkie galaktyki w najbliższej nam części Wszechświata, w tym nie tylko nasza Grupa lokalna, ale także Gromada w Pannie i inne gromady poruszają się względem tła CMB z nieoczekiwanie dużymi prędkościami.
Dla Lokalnej Grupy Galaktyk wynosi ona 600-650 km/s, a jej wierzchołek znajduje się w gwiazdozbiorze Hydry (=166, =-27). Wygląda na to, że gdzieś w głębi Wszechświata znajduje się ogromna gromada wielu supergromad, przyciągających materię z naszej części Wszechświata. Klaster ten został nazwany Wielki Atraktor- od angielskiego słowa „attract” - przyciągać.
Ponieważ galaktyki tworzące Wielki Atraktor są ukryte przez międzygwiazdowy pył tworzący Drogę Mleczną, mapowanie Atraktora było możliwe dopiero w ostatnich latach za pomocą radioteleskopów.
Wielki Atraktor znajduje się na przecięciu kilku supergromad galaktyk. Średnia gęstość materii w tym obszarze jest niewiele większa od średniej gęstości Wszechświata. Jednak ze względu na jego gigantyczne rozmiary jego masa okazuje się tak wielka, a siła przyciągania tak ogromna, że nie tylko nasz układ gwiezdny, ale także inne galaktyki i ich pobliskie gromady poruszają się w kierunku Wielkiego Atraktora, tworząc ogromny strumień galaktyk.
Prędkość ruchu Galaktyki we Wszechświecie. Do Wielkiego Atraktora!
Podsumujmy więc.
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce i galaktyk we Wszechświecie. Stół obrotowy.
Hierarchia ruchów, w których uczestniczy nasza planeta:
Obrót Ziemi wokół Słońca;
Rotacja ze Słońcem wokół centrum naszej Galaktyki;
Ruch względem centrum Lokalnej Grupy Galaktyk wraz z całą Galaktyką pod wpływem przyciągania grawitacyjnego konstelacji Andromedy (galaktyka M31);
Ruch w kierunku gromady galaktyk w konstelacji Panny;
Ruch w stronę Wielkiego Atraktora.
Prędkość ruchu Słońca w Galaktyce i prędkość ruchu Galaktyki Drogi Mlecznej we Wszechświecie. Stół obrotowy.
Trudno sobie wyobrazić, a jeszcze trudniej obliczyć, jaką odległość pokonujemy w ciągu każdej sekundy. Odległości te są ogromne, a błędy w takich obliczeniach nadal dość duże. Taka jest dzisiejsza nauka o danych.
Czytając ten artykuł, siedzisz, stoisz lub leżysz i nie czujesz, że Ziemia wiruje wokół własnej osi z zawrotną prędkością – około 1700 km/h na równiku. Jednak prędkość obrotowa nie wydaje się aż tak duża w przeliczeniu na km/s. Wynik wynosi 0,5 km/s – ledwo zauważalny przeskok na radarze w porównaniu z innymi prędkościami wokół nas.
Podobnie jak inne planety Układu Słonecznego, Ziemia krąży wokół Słońca. Aby utrzymać się na swojej orbicie, porusza się z prędkością 30 km/s. Wenus i Merkury, które są bliżej Słońca, poruszają się szybciej, Mars, którego orbita przechodzi za orbitą Ziemi, porusza się znacznie wolniej.
Ale nawet Słońce nie stoi w jednym miejscu. Nasza galaktyka Droga Mleczna jest ogromna, masywna, a także mobilna! Wszystkie gwiazdy, planety, chmury gazu, cząstki pyłu, czarne dziury, ciemna materia – wszystko to porusza się względem wspólnego środka masy.
Według naukowców Słońce znajduje się w odległości 25 000 lat świetlnych od centrum naszej galaktyki i porusza się po orbicie eliptycznej, dokonując pełnego obrotu co 220–250 milionów lat. Okazuje się, że prędkość Słońca wynosi około 200–220 km/s, czyli jest setki razy większa niż prędkość Ziemi wokół własnej osi i kilkadziesiąt razy większa niż prędkość jej ruchu wokół Słońca. Tak wygląda ruch naszego Układu Słonecznego.
Czy galaktyka jest nieruchoma? Nie znowu. Gigantyczne obiekty kosmiczne mają dużą masę i dlatego tworzą silne pola grawitacyjne. Daj Wszechświatowi trochę czasu (a mamy go od około 13,8 miliarda lat), a wszystko zacznie poruszać się w kierunku największej grawitacji. Dlatego Wszechświat nie jest jednorodny, ale składa się z galaktyk i grup galaktyk.
Co to oznacza dla nas?
Oznacza to, że Droga Mleczna jest przyciągana do niej przez inne galaktyki i grupy galaktyk znajdujące się w pobliżu. Oznacza to, że w procesie dominują masywne obiekty. A to oznacza, że nie tylko nasza galaktyka, ale także wszyscy wokół nas są pod wpływem tych „traktorów”. Jesteśmy coraz bliżej zrozumienia tego, co dzieje się z nami w przestrzeni kosmicznej, ale wciąż brakuje nam faktów, na przykład:
- jakie były warunki początkowe, w jakich powstał Wszechświat;
- jak różne masy w galaktyce poruszają się i zmieniają w czasie;
- jak powstała Droga Mleczna oraz otaczające ją galaktyki i gromady;
- i jak to się dzieje teraz.
Istnieje jednak pewien trik, który pomoże nam to rozgryźć.
Wszechświat wypełniony jest promieniowaniem reliktowym o temperaturze 2,725 K, która zachowała się od Wielkiego Wybuchu. Gdzieniegdzie występują drobne odchylenia - około 100 μK, ale ogólna temperatura tła jest stała.
Dzieje się tak dlatego, że Wszechświat powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu 13,8 miliarda lat temu i nadal się rozszerza i ochładza.
380 000 lat po Wielkim Wybuchu Wszechświat ostygł do takiej temperatury, że możliwe stało się tworzenie atomów wodoru. Wcześniej fotony stale oddziaływały z innymi cząsteczkami plazmy: zderzały się z nimi i wymieniały energię. W miarę ochładzania się Wszechświata było mniej naładowanych cząstek i więcej przestrzeni między nimi. Fotony mogły swobodnie poruszać się w przestrzeni. Promieniowanie CMB to fotony, które zostały wyemitowane przez plazmę w kierunku przyszłej lokalizacji Ziemi, ale uniknąły rozproszenia, ponieważ rekombinacja już się rozpoczęła. Docierają do Ziemi poprzez przestrzeń Wszechświata, która stale się rozszerza.
Możesz sam „zobaczyć” to promieniowanie. Zakłócenia występujące na pustym kanale telewizyjnym, jeśli używasz prostej anteny wyglądającej jak uszy królika, są w 1% spowodowane przez CMB.
Jednak temperatura reliktowego tła nie jest taka sama we wszystkich kierunkach. Według wyników badań misji Plancka temperatura różni się nieznacznie na przeciwległych półkulach sfery niebieskiej: w częściach nieba na południe od ekliptyki jest nieco wyższa – około 2,728 K, a niższa w drugiej połowie – około 2,722 tys.
Mapa tła mikrofalowego wykonana teleskopem Plancka. Różnica ta jest prawie 100 razy większa niż inne obserwowane zmiany temperatury w KMPT i wprowadza w błąd. Dlaczego to się dzieje? Odpowiedź jest oczywista – różnica ta nie wynika z wahań kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, lecz z powodu ruchu!
Kiedy zbliżasz się do źródła światła lub ono się do ciebie zbliża, linie widmowe w widmie źródła przesuwają się w stronę fal krótkich (przesunięcie fioletu), gdy się od niego oddalasz lub ono się od ciebie oddala, linie widmowe przesuwają się w stronę fal długich (przesunięcie ku czerwieni) ).
Promieniowanie CMB nie może być mniej lub bardziej energetyczne, co oznacza, że poruszamy się w przestrzeni. Efekt Dopplera pozwala ustalić, że nasz Układ Słoneczny porusza się względem CMB z prędkością 368 ± 2 km/s, a lokalna grupa galaktyk, w tym Droga Mleczna, Galaktyka Andromedy i Galaktyka Trójkąta, porusza się z prędkością prędkość 627 ± 22 km/s względem CMB. Są to tak zwane prędkości szczególne galaktyk, które wynoszą kilkaset km/s. Oprócz nich istnieją również prędkości kosmologiczne wynikające z ekspansji Wszechświata i obliczane zgodnie z prawem Hubble'a.
Dzięki promieniowaniu resztkowemu z Wielkiego Wybuchu możemy zaobserwować, że wszystko we Wszechświecie nieustannie się porusza i zmienia. A nasza galaktyka jest tylko częścią tego procesu.
Każda osoba, nawet leżąc na kanapie lub siedząc przy komputerze, jest w ciągłym ruchu. Ten ciągły ruch w przestrzeni kosmicznej ma różnorodne kierunki i ogromne prędkości. Po pierwsze, Ziemia porusza się wokół własnej osi. Ponadto planeta obraca się wokół Słońca. Ale to nie wszystko. Razem z Układem Słonecznym pokonujemy znacznie większe odległości.
Słońce to jedna z gwiazd znajdujących się w płaszczyźnie Drogi Mlecznej, czyli po prostu Galaktyki. Jest oddalona od centrum o 8 kpc, a odległość od płaszczyzny Galaktyki wynosi 25 szt. Gęstość gwiazd w naszym regionie Galaktyki wynosi około 0,12 gwiazdy na 1 pc3. Położenie Układu Słonecznego nie jest stałe: znajduje się on w ciągłym ruchu względem pobliskich gwiazd, gazu międzygwiazdowego i wreszcie wokół centrum Drogi Mlecznej. Ruch Układu Słonecznego w Galaktyce po raz pierwszy zauważył William Herschel.
Poruszanie się względem pobliskich gwiazd
Prędkość ruchu Słońca do granicy konstelacji Herkulesa i Liry wynosi 4 a.s. rocznie lub 20 km/s. Wektor prędkości skierowany jest w stronę tzw. wierzchołka – punktu, w stronę którego kierowany jest także ruch innych pobliskich gwiazd. Kierunki prędkości gwiazd, m.in. Słońca przecinają się w punkcie znajdującym się naprzeciw wierzchołka, zwanym antywierzchem.
Poruszanie się względem widocznych gwiazd
Ruch Słońca względem jasnych gwiazd, które można zobaczyć bez teleskopu, mierzy się osobno. Jest to wskaźnik standardowego ruchu Słońca. Prędkość takiego ruchu wynosi 3 AU. rocznie lub 15 km/s.
Poruszanie się względem przestrzeni międzygwiazdowej
W stosunku do przestrzeni międzygwiazdowej Układ Słoneczny porusza się już szybciej, prędkość wynosi 22-25 km/s. Jednocześnie pod wpływem „wiatru międzygwiezdnego”, który „wieje” z południowego rejonu Galaktyki, wierzchołek przesuwa się do gwiazdozbioru Wężownika. Szacuje się, że zmiana wynosi około 50.
Nawigacja po centrum Drogi Mlecznej
Układ Słoneczny jest w ruchu względem centrum naszej Galaktyki. Porusza się w kierunku gwiazdozbioru Łabędzia. Prędkość wynosi około 40 AU. rocznie lub 200 km/s. Rewolucja trwa 220 milionów lat. Niemożliwe jest określenie dokładnej prędkości, ponieważ wierzchołek (centrum Galaktyki) jest przed nami ukryty za gęstymi obłokami pyłu międzygwiazdowego. Wierzchołek przesuwa się o 1,5° co milion lat i zamyka pełny okrąg w ciągu 250 milionów lat, czyli 1 roku galaktycznego.
Podróż na skraj Drogi Mlecznej
Ruch Galaktyki w przestrzeni kosmicznej
Nasza Galaktyka również nie stoi w miejscu, ale zbliża się do Galaktyki Andromedy z prędkością 100-150 km/s. Grupa galaktyk, do której należy Droga Mleczna, zbliża się do dużej gromady w Pannie z prędkością 400 km/s. Trudno sobie wyobrazić, a jeszcze trudniej obliczyć, jaką odległość pokonujemy w ciągu każdej sekundy. Odległości te są ogromne, a błędy w takich obliczeniach nadal dość duże.
Planeta Ziemia, Układ Słoneczny i znajdują się w nim wszystkie gwiazdy widoczne gołym okiem Galaktyka drogi mlecznej, która jest galaktyką spiralną z poprzeczką, która ma dwa odrębne ramiona zaczynające się na końcach poprzeczki.
Zostało to potwierdzone w 2005 roku przez Kosmiczny Teleskop Lymana Spitzera, który pokazał, że poprzeczka centralna naszej galaktyki jest większa niż wcześniej sądzono. Galaktyki spiralne z poprzeczką - galaktyki spiralne z poprzeczką („poprzeczką”) jasnych gwiazd rozciągającą się od centrum i przecinającą galaktykę pośrodku.
Ramiona spiralne w takich galaktykach zaczynają się na końcach poprzeczek, podczas gdy w zwykłych galaktykach spiralnych rozciągają się bezpośrednio od jądra. Obserwacje pokazują, że około dwie trzecie wszystkich galaktyk spiralnych ma poprzeczkę. Według istniejących hipotez mosty są ośrodkami powstawania gwiazd, które wspierają narodziny gwiazd w ich centrach. Zakłada się, że poprzez rezonans orbitalny umożliwiają one przejście przez nie gazu z ramion spiralnych. Mechanizm ten zapewnia napływ materiału budowlanego do narodzin nowych gwiazd. Droga Mleczna wraz z galaktyką Andromedy (M31), galaktyką Trójkąta (M33) i ponad 40 mniejszymi galaktykami satelitarnymi tworzą Lokalną Grupę Galaktyk, która z kolei jest częścią Supergromady w Pannie. „Wykorzystując obrazowanie w podczerwieni z należącego do NASA Teleskopu Spitzera, naukowcy odkryli, że elegancka struktura spiralna Drogi Mlecznej ma tylko dwa dominujące ramiona wychodzące z końców centralnej poprzeczki gwiazd. Wcześniej sądzono, że nasza galaktyka ma cztery główne ramiona”.
/s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png" target="_blank">http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png) 0% 50% bez powtórzeń rgb(29, 41, 29);"> Struktura galaktykiZ wyglądu galaktyka przypomina dysk (ponieważ większość gwiazd ma postać płaskiego dysku) o średnicy około 30 000 parseków (100 000 lat świetlnych, 1 kwintylion kilometrów) z szacunkową średnią grubością dysku średnica zgrubienia rzędu 1000 lat świetlnych. Środek dysku znajduje się w odległości 30 000 lat świetlnych. Dysk jest zanurzony w sferycznym halo, a wokół niego znajduje się kulista korona. Centrum jądra galaktycznego znajduje się w gwiazdozbiorze Strzelca. Grubość dysku galaktycznego w miejscu, w którym się znajduje Układ Słoneczny z planetą Ziemia wynosi 700 lat świetlnych. Odległość od Słońca do centrum Galaktyki wynosi 8,5 kiloparseka (2,62,1017 km, czyli 27 700 lat świetlnych). Układ Słoneczny znajduje się na wewnętrznej krawędzi ramienia zwanego Ramięm Oriona. W centrum Galaktyki wydaje się, że znajduje się supermasywna czarna dziura (Sagittarius A*) (około 4,3 miliona mas Słońca), wokół której prawdopodobnie znajduje się czarna dziura o średniej masie o średniej masie od 1000 do 10 000 mas Słońca i okres orbitalny wynosi około 100 lat i kilka tysięcy stosunkowo małych. Według najniższych szacunków galaktyka zawiera około 200 miliardów gwiazd (współczesne szacunki wahają się od 200 do 400 miliardów). Według stanu na styczeń 2009 r. masę Galaktyki szacuje się na 3,1012 mas Słońca, czyli 6,1042 kg. Większa część Galaktyki nie składa się z gwiazd i gazu międzygwiazdowego, ale z nieświecącego halo ciemnej materii.
W porównaniu do halo dysk Galaktyki obraca się zauważalnie szybciej. Prędkość jego obrotu nie jest taka sama w różnych odległościach od środka. Szybko wzrasta od zera w centrum do 200-240 km/s w odległości 2 tysięcy lat świetlnych od niego, po czym nieco maleje, ponownie wzrasta do mniej więcej tej samej wartości, a następnie pozostaje prawie stała. Badanie osobliwości rotacji dysku Galaktyki pozwoliło oszacować jego masę, okazało się, że jest ona 150 miliardów razy większa od masy Słońca. Wiek Galaktyki Drogi Mlecznej równa sięMa 13 200 milionów lat, prawie tak stary jak Wszechświat. Droga Mleczna jest częścią Lokalnej Grupy Galaktyk.
/s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png" target="_blank">http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png) 0% 50% bez powtórzeń rgb(29, 41, 29);">Położenie Układu Słonecznego Układ Słoneczny znajduje się na wewnętrznej krawędzi ramienia zwanego Ramię Oriona, na obrzeżach Supergromady Lokalnej, zwanej czasami także Supergromadą w Pannie. Grubość dysku galaktycznego (w miejscu, w którym się znajduje) Układ Słoneczny z planetą Ziemia) wynosi 700 lat świetlnych. Odległość od Słońca do centrum Galaktyki wynosi 8,5 kiloparseka (2,62,1017 km, czyli 27 700 lat świetlnych). Słońce znajduje się bliżej krawędzi dysku niż jego środka.
Wraz z innymi gwiazdami Słońce obraca się wokół centrum Galaktyki z prędkością 220–240 km/s, dokonując jednego obrotu w ciągu około 225–250 milionów lat (czyli jednego roku galaktycznego). Zatem w ciągu całego swojego istnienia Ziemia okrążyła centrum Galaktyki nie więcej niż 30 razy. Rok galaktyczny Galaktyki wynosi 50 milionów lat, okres obrotu skoczka wynosi 15-18 milionów lat. W pobliżu Słońca można prześledzić odcinki dwóch ramion spiralnych oddalonych od nas o około 3 tysiące lat świetlnych. Na podstawie konstelacji, w których obserwuje się te obszary, nadano im nazwy Ramię Strzelca i Ramię Perseusza. Słońce znajduje się prawie pośrodku pomiędzy tymi spiralnymi gałęziami. Ale stosunkowo blisko nas (jak na standardy galaktyczne), w konstelacji Oriona, przechodzi inne, niezbyt wyraźnie określone ramię - Ramię Oriona, które jest uważane za odgałęzienie jednego z głównych ramion spiralnych Galaktyki. Prędkość obrotu Słońca wokół centrum Galaktyki niemal pokrywa się z prędkością fali zagęszczania tworzącej ramię spiralne. Sytuacja ta jest nietypowa dla całej Galaktyki: ramiona spiralne obracają się ze stałą prędkością kątową, jak szprychy w kole, a ruch gwiazd przebiega według innego schematu, więc prawie cała populacja gwiazd dysku albo spada wewnątrz ramion spiralnych lub z nich wypada. Jedynym miejscem, w którym zbiegają się prędkości gwiazd i ramion spiralnych, jest tzw. okrąg korotacyjny i to właśnie na nim znajduje się Słońce. Dla Ziemi ta okoliczność jest niezwykle ważna, ponieważ w ramionach spiralnych zachodzą gwałtowne procesy, generując potężne promieniowanie, które jest destrukcyjne dla wszystkich żywych istot. I żadna atmosfera nie była w stanie przed tym uchronić. Ale nasza planeta znajduje się w stosunkowo spokojnym miejscu w Galaktyce i od setek milionów (a nawet miliardów) lat nie została dotknięta tymi kosmicznymi kataklizmami. Być może dlatego życie mogło narodzić się i zachować na Ziemi, której wiek szacuje się na 4,6 miliarda lat. Diagram położenia Ziemi we Wszechświecie przedstawiony w serii ośmiu map, które pokazują, od lewej do prawej, zaczynając od Ziemi, poruszającą się Układ Słoneczny, do sąsiednich systemów gwiezdnych, do Drogi Mlecznej, do lokalnych grup galaktycznych, dolokalne supergromady w Pannie, w naszej lokalnej supergromadzie, a kończy się w obserwowalnym Wszechświecie.
Układ Słoneczny: 0,001 lat świetlnych
Sąsiedzi w przestrzeni międzygwiezdnej
Droga Mleczna: 100 000 lat świetlnych
Lokalne Grupy Galaktyczne
Lokalna supergromada w Pannie
Lokalny nad gromadą galaktyk
Obserwowalny Wszechświat
Zespół astronomów z Maryland, Hawajów, Izraela i Francji stworzył najbardziej szczegółową mapę, jaką kiedykolwiek widziano w naszym obszarze, pokazującą ruchy prawie 1400 galaktyk w odległości 100 milionów lat świetlnych Drogi Mlecznej.
Zespół zrekonstruował ruchy galaktyk od 13 miliardów lat w przeszłości do dnia dzisiejszego. Głównym atraktorem grawitacyjnym w sfotografowanym obszarze jest gromada w Pannie, o masie 600 bilionów mas Słońca i oddalona o 50 milionów lat świetlnych.
Więcej szczegółów:
Do gromady w Pannie wpadło już ponad tysiąc galaktyk, natomiast w przyszłości zostaną pokazane wszystkie galaktyki znajdujące się obecnie w promieniu 40 milionów lat świetlnych od gromady. Nasza galaktyka Droga Mleczna znajduje się poza tą strefą przechwytywania. Jednak galaktyki Drogi Mlecznej i Andromedy, każda o masie 2 bilionów mas Słońca, zderzą się i połączą w ciągu 5 miliardów lat.
„Po raz pierwszy nie tylko wizualizujemy szczegółową strukturę naszej lokalnej supergromady galaktyk, ale także widzimy, jak struktura ta ewoluuje na przestrzeni historii Wszechświata. Analogią jest badanie obecnej geografii Ziemi na podstawie ruchu tektoniki płyt” – powiedział współautor Brent Tully z Instytutu Astronomii na Hawajach.
Te dramatyczne wydarzenia związane z fuzją to tylko część większego przedstawienia. Istnieją dwa główne wzorce przepływu w tej objętości Wszechświata. Wszystkie galaktyki na jednej półkuli regionu, w tym nasza Droga Mleczna, płyną w kierunku jednej płaskiej płaszczyzny. Ponadto zasadniczo każda galaktyka w całej swojej objętości płynie, niczym liść w rzece, w stronę atraktorów grawitacyjnych znajdujących się na znacznie większych odległościach.