Будь-яка людина, навіть лежачи на дивані або сидячи біля комп'ютера, перебуває у постійному русі. Це безперервне переміщення в космічному просторі має різні напрямки і величезні швидкості. Насамперед відбувається переміщення Землі навколо осі. Крім того, відбувається обертання планети навколо Сонця. Але це ще не все. Набагато більші відстані ми долаємо разом із Сонячною системою.

Сонце є однією із зірок, що знаходяться в площині Чумацького шляху, або просто Галактики. Воно віддалено від центру на 8 кпк, а відстань від площини Галактики становить 25 пк. Зоряна щільність у нашій області Галактики – приблизно 0,12 зірок на 1 пк3. Положення Сонячної системи не є постійним: вона знаходиться в постійному переміщенні щодо ближніх зірок, міжзоряного газу, і нарешті навколо центру Чумацького шляху. Вперше рух Сонячної системи у Галактиці було помічено Вільямом Гершелем.

Переміщення щодо ближніх зірок

Швидкість пересування Сонця до кордону сузір'їв Геркулеса та Ліри становить 4 а.с. на рік, або 20 км/с. Вектор швидкості спрямований до так званого апексу - точки, до якої також спрямовано рух інших прилеглих зірок. Напрями швидкостей зірок, зокрема. Сонця перетинаються в протилежній апексу точці, яка називається антиапексом.

Переміщення щодо видимих ​​зірок

Окремо вимірюється пересування Сонця стосовно яскравих зірок, які можна побачити без телескопа. Це показник стандартного пересування Сонця. Швидкість такого пересування становить 3 а. на рік чи 15 км/с.

Переміщення щодо міжзоряного простору

По відношенню до міжзоряного простору Сонячна система рухається вже швидше, швидкість становить 22-25 км/с. При цьому під дією «міжзоряного вітру», який «дме» з південної області Галактики, апекс зміщується в сузір'я Змієносець. Зрушення оцінюється приблизно 50.

Переміщення навколо центру Чумацького шляху

Сонячна система знаходиться у русі щодо центру нашої Галактики. Вона переміщається до сузір'я Лебедя. Швидкість становить близько 40 а. на рік, чи 200 км/с. Для повного обороту потрібно 220 млн. років. Точну швидкість визначити неможливо, адже апекс (центр Галактики) прихований від нас за щільними хмарами міжзоряного пилу. Апекс зміщується на 1,5 ° кожен мільйон років, і здійснює повне коло за 250 млн. років, або за 1 "галактичний рік".

12 лютого 2018 о 06:59

Як рухається Сонячна система

• Науково-популярне ,
• Астрономія

Напевно, багато хто з вас бачив гіфку або дивився відео, що показує рух Сонячної системи.

Ролик, що вийшов у 2012 році, став вірусним та наробив багато галасу. Мені він попався невдовзі після його появи, коли я знав про космос набагато менше, ніж зараз. І найбільше мене збентежила перпендикулярність площини орбіт планет напрямку руху. Не те щоб це було неможливо, але Сонячна система може рухатися під будь-яким кутом до площини Галактики. Ви запитаєте, навіщо згадувати давно забуті історії? Справа в тому, що саме зараз, за ​​бажання та наявності хорошої погоди, кожен може побачити на небі справжній кут між площинами екліптики та Галактики.

Перевіряємо вчених

Астрономія каже, що кут між площинами екліптики та галактики становить 63°.

Але сама по собі цифра нудна, та й зараз, коли на узбіччі науки адепти плоскої Землі хочеться мати просту і наочну ілюстрацію. Давайте подумаємо, як ми можемо побачити площини Галактики та екліптики на небі, бажано неозброєним поглядом та не віддаляючись далеко від міста? Площина Галактики - це Чумацький шлях, але зараз, з великою кількістю світлового забруднення, побачити його не так просто. Чи є якась лінія приблизно близька до площини Галактики? Є – це сузір'я Лебедя. Воно добре видно навіть у місті, а знайти його просто, спираючись на яскраві зірки: Денеб (альфа Лебедя), Вегу (альфа Ліри) та Альтаїр (альфа Орла). «Туловище» Лебедя приблизно збігається з галактичною площиною.

Добре, одна площина маємо. Але як отримати наочну лінію екліптики? Давайте подумаємо, що таке екліптика взагалі? За сучасним суворим визначенням екліптика - це перетин небесної сфери площиною орбіти барицентру (центру маси) Земля-Луна. По екліптиці в середньому рухається Сонце, але ми не маємо двох Сонців, за якими зручно побудувати лінію, та й сузір'я Лебедя при сонячному світлі не буде видно. Але якщо згадати, що планети Сонячної системи теж рухаються приблизно в тій же площині, то виходить, що парад планет якраз приблизно покаже нам площину екліптики. І зараз у ранковому небі якраз можна спостерігати Марс, Юпітер та Сатурн.

В результаті, найближчими тижнями вранці до сходу Сонця можна буде дуже наочно бачити таку картину:

Яка, хоч як це дивно, чудово узгоджується з підручниками астрономії.

А гіфку правильніше малювати так:

Джерело: сайт астронома Rhys Taylor rhysy.net

Питання може спричинити взаємне становище площин. Чи летимо ми<-/ или же <-\ (если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс вверху)? Астрономия говорит, что Солнечная система движется относительно ближайших звезд в направлении созвездия Геркулеса, в точку, расположенную недалеко от Веги и Альбирео (бета Лебедя), то есть правильное положение <-/.

Але цей факт, на жаль, «на пальцях» не перевірити, бо хай і зробили це двісті тридцять п'ять років тому, але використали результати багаторічних астрономічних спостережень та математики.

Зірки, що розбігаються

Як взагалі можна визначити, куди рухається Сонячна система щодо близьких зірок? Якщо ми можемо протягом десятків років фіксувати переміщення зірки небесною сферою, то напрямок руху кількох зірок скаже нам, куди ми рухаємося щодо них. Назвемо точку, яку ми рухаємося, апексом. Зірки, які знаходяться недалеко від нього, а також протилежної точки (антиапекса), будуть рухатися слабо, тому що вони летять на нас або від нас. А чим далі зірка знаходиться від апексу та антиапексу, тим більше буде її власний рух. Уявіть, що ви їдете дорогою. Світлофори на перехрестях попереду і позаду не сильно зміщуватимуться в сторони. А ось ліхтарні стовпи вздовж дороги так і мелькатимуть (мають великий власний рух) за вікном.

На гіфці показано переміщення зірки Барнарда, що має найбільший власний рух. Вже у 18 столітті в астрономів з'явилися записи положення зірок на проміжку 40-50 років, які дозволили визначити напрямок руху повільніших зірок. Тоді англійський астроном Вільям Гершель взяв зіркові каталоги і, не підходячи до телескопа, почав обчислювати. Вже перші розрахунки за каталогом Майєра показали, що зірки рухаються не хаотично, і апекс можна визначити.

Джерело: Hoskin, M. Herschel's Determination of the Solar Apex, Journal for History of Astronomy, Vol. 11, P. 153, 1980

А з даними каталогу Лаланд область вдалося серйозно зменшити.

Звідти ж

Далі пішла нормальна наукова робота – уточнення даних, розрахунки, суперечки, але Гершель використав правильний принцип і помилився лише на десять градусів. Інформацію збирають досі, наприклад, лише тридцять років тому швидкість руху зменшили з 20 до 13 км/с. Важливо: цю швидкість не можна плутати зі швидкістю сонячної системи та інших найближчих зірок щодо центру Галактики, що дорівнює приблизно 220 км/с.

Ще далі

Ну і якщо ми згадали швидкість руху щодо центру Галактики, необхідно розібратися і тут. Галактичний північний полюс обраний так само, як і земний - довільно за згодою. Він знаходиться неподалік зірки Арктур ​​(альфа Волопаса), приблизно вгору у напрямку крила сузір'я Лебедя. А загалом проекція сузір'їв на карту Галактики виглядає так:

Тобто. Сонячна система рухається щодо центру Галактики у напрямку сузір'я Лебедя, а щодо місцевих зірок у напрямку сузір'я Геркулеса, під кутом 63° до галактичної площини,<-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

Космічний хвіст

А ось порівняння Сонячної системи з кометою у відео цілком коректне. Апарат NASA IBEX був спеціально створений для визначення взаємодії межі Сонячної системи та міжзоряного простору. І на його

Ви сидите, стоїте або лежите, читаючи цю статтю, і не відчуваєте, що Земля обертається навколо своєї осі з шаленою швидкістю – приблизно 1700 км/год на екваторі. Однак швидкість обертання не здається такою вже швидкою, якщо перевести її в км/с. Вийде 0,5 км/с - ледь помітний спалах на радарі, в порівнянні з іншими навколишніми швидкостями.

Як і інші планети Сонячної системи, Земля обертається навколо Сонця. І щоб утримуватись на своїй орбіті, вона рухається зі швидкістю 30 км/с. Венера і Меркурій, що знаходяться ближче до Сонця, рухаються швидше, Марс, орбіта якого проходить за орбітою Землі, рухається набагато повільніше за неї.

Але навіть Сонце не стоїть на одному місці. Наша галактика Чумацький Шлях - величезна, масивна і рухлива! Усі зірки, планети, газові хмари, частинки пилу, чорні дірки, темна матерія – все це рухається щодо загального центру мас.

За припущеннями вчених, Сонце знаходиться на відстані 25 000 світлових років від центру нашої галактики і рухається еліптичною орбітою, здійснюючи повний оборот кожні 220-250 млн років. Виходить, що швидкість Сонця - близько 200-220 км/с, що в сотні разів вище швидкості руху Землі навколо осі і в десятки разів вище швидкості її руху навколо Сонця. Ось так виглядає рух нашої Сонячної системи.

Чи стаціонарна галактика? Знову ні. Гігантські космічні об'єкти мають велику масу, а отже, створюють сильні гравітаційні поля. Дайте Всесвіту небагато часу (а воно у нас було – приблизно 13,8 мільярдів років), і все почне рухатися у напрямку найбільшого тяжіння. Ось чому Всесвіт не однорідний, а являє собою галактики та групи галактик.

Що це означає для нас?

Це означає, що Чумацький Шлях тягне до себе інші галактики та групи галактик, розташовані поблизу. Це означає, що домінують у процесі масивні об'єкти. І це означає, що не лише наша галактика, а й усі оточуючі зазнають впливу цих «тягачів». Ми все ближче підходимо до розуміння того, що відбувається з нами у космічному просторі, але нам все ще не вистачає фактів, наприклад:

• які були початкові умови, за яких зародився Всесвіт;
• як різні маси в галактиці рухаються та змінюються з часом;
• як утворювався Чумацький Шлях та навколишні галактики та скупчення;
• і як це відбувається зараз.

Однак є трюк, який допоможе нам розібратися.

Всесвіт наповнює реліктове випромінювання з температурою 2725 К, яке збереглося з часів Великого Вибуху. Де-не-де є крихітні відхилення - близько 100 мкК, але загальний температурний фон постійний.

Це відбувається тому, що Всесвіт утворився в результаті Великого Вибуху 13,8 мільярдів років тому і досі розширюється та охолоджується.

Через 380 000 років після Великого Вибуху Всесвіт охолоне до такої температури, що стало можливим утворення атомів водню. До цього фотони постійно взаємодіяли з рештою частинок плазми: стикалися з ними та обмінювалися енергією. У міру остигання Всесвіту заряджених частинок поменшало, а простору між ними - більше. Фотони змогли вільно переміщатися у просторі. Реліктове випромінювання - це фотони, які випромінювали плазмою у бік майбутнього розташування Землі, але уникли розсіювання, оскільки рекомбінація вже почалася. Вони досягають Землю крізь простір Всесвіту, який продовжує розширюватися.

Ви самі можете побачити це випромінювання. Перешкоди, які виникають на порожньому каналі телевізора, якщо ви використовуєте просту антену, схожу на вуха заячі, на 1% викликані реліктовим випромінюванням.

Проте температура реліктового фону не однакова в усіх напрямках. За результатами досліджень місії Planck, температура дещо відрізняється в протилежних півкулях небесної сфери: вона трохи вища на ділянках неба на південь від екліптики - близько 2,728 K, і нижче в іншій половині - близько 2,722 K.

Мапа мікрохвильового фону, зроблена за допомогою телескопа Planck.

Ця різниця майже в 100 разів більша за інші коливання температури реліктового фону, що спостерігаються, і це вводить в оману. Чому так відбувається? Відповідь очевидна – ця різниця відбувається не через флуктуації реліктового випромінювання, вона з'являється, бо є рух!

Коли ви наближаєтеся до джерела світла або він наближається до вас, спектральні лінії у спектрі джерела зміщуються у бік коротких хвиль (фіолетове зміщення), коли віддаляєтеся від нього або він від вас - спектральні лінії зміщуються у бік довгих хвиль (червоне зміщення).

Реліктове випромінювання може бути більш-менш енергійним, отже, ми рухаємося крізь простір. Ефект Доплера допомагає визначити, що наша Сонячна система рухається щодо реліктового випромінювання зі швидкістю 368 ± 2 км/с, а місцева група галактик, що включає Чумацький Шлях, галактику Андромеди та галактику Трикутника, рухається зі швидкістю 627 ± 22 км/с щодо реліктового. Це звані пекулярні швидкості галактик, які становлять кілька сотень км/с. Крім них існують ще космологічні швидкості, зумовлені розширенням Всесвіту і розраховуються за законом Хаббла.

Завдяки залишковому випромінюванню від Великого Вибуху ми можемо спостерігати, що у Всесвіті постійно рухається і змінюється. І наша галактика – лише частина цього процесу.

8:36 12/02/2018

1 👁 1 335

Напевно, багато хто з вас бачили гіфку або дивилися відео, що показує рух.

Ролик, який вийшов у 2012 році, став вірусним та наробив багато галасу. Мені він попався невдовзі після його появи, коли я знав про космос набагато менше, ніж зараз. І найбільше мене збентежила перпендикулярність площини руху. Не те щоб це було неможливо, але Сонячна система може рухатися під будь-яким кутом до площини . Ви запитаєте, навіщо згадувати давно забуті історії? Справа в тому, що саме зараз, за ​​бажання та наявності хорошої погоди, кожен може побачити на небі справжній кут між площинами екліптики та Галактики.

Перевіряємо вчених

Астрономія говорить, що кут між і Галактики становить 63 °.

Але сама по собі цифра нудна, та й зараз, коли на узбіччі науки влаштовують шабаш адепти плоскої, хочеться мати просту та наочну ілюстрацію. Давайте подумаємо, як ми можемо побачити площини Галактики та екліптики на небі, бажано неозброєним поглядом та не віддаляючись далеко від міста? Площина Галактики - це, але зараз, з достатком світлового забруднення, побачити його не так просто. Чи є якась лінія приблизно близька до площини Галактики? Є – це. Воно добре видно навіть у місті, а знайти його просто, спираючись на яскраві зірки: Денеб (альфа Лебедя), Вегу (альфа Ліри) та Альтаїр (альфа Орла). “Туло” Лебедя приблизно збігається з галактичною площиною.

Добре, одна площина маємо. Але як отримати наочну лінію екліптики? Давайте подумаємо, що таке екліптика взагалі? За сучасним суворим визначенням екліптика – це перетин небесною сферою площини орбіти барицентру (центру маси) Земля-. По екліптиці в середньому рухається, але у нас немає двох Сонців, за якими зручно побудувати лінію, та й сузір'я Лебедя при сонячному світлі не буде видно. Але якщо згадати, що планети Сонячної системи теж рухаються приблизно в тій же площині, то виходить, що парад планет якраз приблизно покаже нам площину екліптики. І зараз у ранковому небі якраз можна спостерігати, і.

В результаті, найближчими тижнями вранці до сходу Сонця можна буде дуже наочно бачити таку картину:

Яка, хоч як це дивно, чудово узгоджується з підручниками астрономії.

Гіфка

Питання може спричинити взаємне становище площин. Чи летимо ми<-/ или же <-\ (если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс вверху)? Астрономия говорит, что Солнечная система движется относительно ближайших звезд в направлении созвездия Геркулеса, в точку, расположенную недалеко от Веги и Альбирео (бета Лебедя), то есть правильное положение <-/.

Але цей факт, на жаль, “на пальцях” не перевірити, бо хай і зробили це двісті тридцять п'ять років тому, але використали результати багаторічних астрономічних спостережень та математики.

Зірки, що розбігаються

Як взагалі можна визначити, куди рухається Сонячна система щодо близьких? Якщо ми можемо протягом десятків років фіксувати переміщення зірки по небесній сфері, то напрямок руху кількох зірок скаже нам, куди ми рухаємось щодо них. Назвемо точку, в яку ми рухаємось, апексом. Зірки, які знаходяться недалеко від нього, а також протилежної точки (антиапекса), будуть рухатися слабо, тому що вони летять на нас або від нас. А чим далі зірка знаходиться від апексу та антиапексу, тим більше буде її власний рух. Уявіть, що ви їдете дорогою. Світлофори на перехрестях попереду і позаду не сильно зміщуватимуться в сторони. А ось ліхтарні стовпи вздовж дороги так і мелькатимуть (мають великий власний рух) за вікном.

Переміщення зірки Барнарда, що має найбільший власний рух. Вже у 18 столітті в астрономів з'явилися записи положення зірок на проміжку 40-50 років, які дозволили визначити напрямок руху повільніших зірок. Тоді англійський астроном Вільям Гершель взяв зіркові каталоги і, не підходячи до телескопа, почав обчислювати. Вже перші розрахунки за каталогом Майєра показали, що зірки рухаються не хаотично, і можна визначити апекс.

Гершель використав правильний принцип і помилився лише на десять градусів. Інформацію збирають досі, наприклад, лише тридцять років тому швидкість руху зменшили з 20 до 13 км/с. Важливо: цю швидкість не можна плутати зі швидкістю сонячної системи та інших найближчих зірок щодо центру Галактики, що дорівнює приблизно 220 км/с.

Ну і якщо ми згадали швидкість руху щодо центру Галактики, необхідно розібратися і тут. Галактичний північний полюс обраний так само, як і земний – довільно за згодою. Він знаходиться неподалік зірки Арктур ​​(альфа Волопаса), приблизно вгору у напрямку крила сузір'я Лебедя. А загалом проекція сузір'їв на карту Галактики виглядає так:

Тобто. Сонячна система рухається щодо центру Галактики у напрямку сузір'я Лебедя, а щодо місцевих зірок у напрямку сузір'я Геркулеса, під кутом 63° до галактичної площини,<-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

А ось порівняння Сонячної системи з кометою у відео цілком коректне. Апарат NASA IBEX був спеціально створений для визначення взаємодії межі Сонячної системи та міжзоряного простору. І за його даними, хвіст є.

Позитив наостанок

Завершуючи розмову, варто наголосити на дуже позитивній історії. DJSadhu, що створив у 2012 році вихідне відео, спочатку просував щось ненаукове. Але, завдяки вірусному поширенню кліпу, він поспілкувався зі справжніми астрономами (астрофізик Rhys Tailor дуже позитивно відгукується про діалог) і через три роки зробив новий, набагато більш відповідний реальності ролик без антинаукових побудов.

Зірки в давнину вважалися нерухомими одна щодо одної. Однак у XVIII ст. було виявлено дуже повільне переміщення Сиріуса небом. Воно помітно лише за порівнянні точних вимірів його становища, зроблених із часом у десятиліття.

Власним рухом зірки називається її видиме кутове зміщення небом за один рік. Воно виражається частками секунди дуги на рік.

Тільки зірка Барнарда проходить за рік дугу в 200 років що складе 0,5 °, або видимий діаметр Місяця. За це зірку Барнарда назвали такою, що «летить». Але якщо відстань до зірки невідома, її власний рух мало що говорить про її справжню швидкість.

Наприклад, шляхи, пройдені зірками протягом року (рис. 98), можуть бути різні: а відповідні їм власні рухи однакові.

2. Компоненти просторової швидкості зірок.

Швидкість зірки в просторі можна представити як векторну суму двох компонентів, один з яких спрямований уздовж променя зору, інший перпендикулярний йому. Перший компонент є променевою, другий - тангенціальну швидкість. Власний рух зірки визначається лише її тангенційною швидкістю і не залежить від променевої. Щоб обчислити тангенціальну швидкість у кілометрах на секунду, треба виражене в радіанах на рік, помножити на відстань до зірки, виражену в кілометрах,

Мал. 98. Власний рух променева тангенціальна та повна просторова швидкість зірки.

Мал. 99. Зміна видимого розташування яскравих зірок сузір'я Великої Ведмедиці внаслідок їх власних рухів: зверху – 50 тис. років тому; в середині – в даний час; внизу – через 50 тис. років.

та розділити на число секунд на рік. Але так як на практиці завжди визначається в секундах дуги, у парсеках, то для обчислення в кілометрах на секунду виходить формула:

Якщо визначена за спектром і променева швидкість зірки то просторова швидкість її V дорівнюватиме:

Швидкості зірок щодо Сонця (або Землі) зазвичай становлять десятки кілометрів на секунду.

Власні рухи зірок визначають, порівнюючи фотографії вибраної ділянки неба, зроблені на тому самому телескопі через проміжок часу, що вимірюється роками або навіть десятиліттями. Через те, що зірка рухається, її становище на тлі більш далеких зірок за цей час дещо змінюється. Усунення зірки на фотографіях вимірюють за допомогою спеціальних мікроскопів. Таке усунення вдається оцінити лише порівняно близьких зірок.

На відміну від тангенціальної швидкості променеву швидкість можна виміряти, навіть якщо зірка дуже далека, але її яскравість достатня для отримання спектрограми.

Зірки, близькі один до одного на небі, у просторі можуть бути розташовані далеко один від одного і рухатися з різними швидкостями. Тому по закінченні тисячоліть вид сузір'їв повинен сильно змінюватися внаслідок власних рухів зірок (рис. 99).

3. Рух Сонячної системи.

На початку ХІХ ст. В. Гершель

встановив за своїми рухами небагатьох близьких зірок, що до них Сонячна система рухається у напрямі сузір'їв Ліри та Геркулеса. Напрямок, у якому рухається Сонячна система, називається апекс руху. Згодом, коли почали визначати за спектрами променеві швидкості зірок, висновок Гершеля підтвердився. У напрямку апексу зірки в середньому наближаються до нас зі швидкістю 20 км/с, а в протилежному напрямку з такою самою швидкістю віддаляються від нас.

Отже, Сонячна система рухається у напрямку сузір'їв Ліри та Геркулеса зі швидкістю 20 км/с по відношенню до сусідніх зірок. Одні зірки, які зараз ми відносимо до сузір'я Ліри, ми пройдемо раніше (на величезній від них відстані), інші завжди залишатимуться практично так само далекі від нас, як і зараз.

(Див. скан)

4. Якщо зірка (див. задачу 1) наближається до нас зі швидкістю 100 км/с, то як зміниться її яскравість за 100 років?

4. Обертання Галактики.

Усі зірки Галактики звертаються навколо її центру. Кутова швидкість звернення зірок у внутрішній області Галактики (майже до Сонця) приблизно однакова, а зовнішні частини обертаються повільніше. Цим звернення зірок у Галактиці відрізняється від звернення планет у Сонячній системі, де і кутова, і лінійна швидкості швидко зменшуються зі збільшенням радіусу орбіти. Ця різниця пов'язана з тим, що ядро ​​Галактики не переважає в ній за масою, як Сонце в Сонячній системі.

Сонячна система здійснює повний оберт навколо центру Галактики приблизно за 200 млн. лат зі швидкістю 250 км/с.