Талисмани 

Движение на слънчевата система в галактиката Млечен път. Къде отиваме

Силно препоръчваме да се запознаете с него. Там ще намерите много нови приятели. Това е и най-бързият и ефективен начин за връзка с администраторите на проекти. Секцията Антивирусни актуализации продължава да работи - винаги актуални безплатни актуализации за Dr Web и NOD. Нямахте време да прочетете нещо? Пълното съдържание на тикера може да бъде намерено на тази връзка.

Тази статия обсъжда скоростта на Слънцето и Галактиката спрямо различни референтни системи:

Скоростта на Слънцето в Галактиката спрямо най-близките звезди, видимите звезди и центъра на Млечния път;

Скорост на Галактиката спрямо локалната група галактики, далечните звездни купове и космическото фоново лъчение.

Кратко описание на галактиката Млечен път.

Описание на галактиката.

Преди да пристъпим към изследване на скоростта на Слънцето и Галактиката във Вселената, нека се запознаем по-добре с 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. В него се раждат безброй слънца, преминаващи през своята младост, средна възраст и старост – изминават дълъг и труден жизнен път, продължаващ милиарди години.

Размерите на този "звезден град" - Галактиката са огромни. Разстоянията между съседните звезди са средно хиляди милиарди километри (6*1013 км). А такива съседи са над 200 милиарда.

Ако препускаме от единия до другия край на Галактиката със скоростта на светлината (300 000 км/сек), това ще отнеме около 100 000 години.

Цялата ни звездна система бавно се върти като гигантско колело, съставено от милиарди слънца.


Орбита на Слънцето

В центъра на Галактиката, очевидно, има свръхмасивна черна дупка (Стрелец A *) (около 4,3 милиона слънчеви маси), около която, вероятно, се върти черна дупка със средна маса от 1000 до 10 000 слънчеви маси с орбитален период от около 100 години и няколко хиляди относително малки. Тяхното комбинирано гравитационно действие 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 с голяма сила привлича всички останали звезди. Но огромен брой звезди са разположени в целия "звезден 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 се движат предимно по кръгови пътеки или елипси около центъра на Галактиката. Но това е само "основно" - ако се вгледаме внимателно, ще ги видим да се движат по по-сложни извити, криволичещи пътеки сред околните звезди.

Характеристика на галактиката Млечен път:

Местоположение на Слънцето в Галактиката.

Къде в Галактиката се намира Слънцето и движи ли се то (а с него и Земята, и ти и аз)? В "центъра на града" ли сме или поне някъде близо до него? Проучванията показват, че Слънцето и Слънчевата система се намират на голямо 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 около 25 pc (1 pc (парсек) = 3,2616 светлинни години). В района на Галактиката, където се намира Слънцето, звездната плътност е 0,12 звезди на pc3.


модел на нашата галактика

Скоростта на Слънцето в Галактиката.

Скоростта 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 Слънцето в Галактиката спрямо най-близките звезди.

Точно както скоростта на летящ самолет се разглежда спрямо Земята, без да се взема предвид 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 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 = 270°, = 30°.

2. Скоростта 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 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: = 265°, = 21°.


Скоростта на Слънцето спрямо близките звезди и междузвезден газ

3. Скоростта на Слънцето в Галактиката спрямо междузвездния газ.

Следващият обект на Галактиката, по отношение на който ще разгледаме скоростта на Слънцето, е междузвездният газ.

Пространствата на Вселената далеч не са толкова пусти, колкото се смяташе дълго време. Макар и в малки количества, междузвездният газ присъства навсякъде, изпълвайки всички кътчета на Вселената. Междузвездният газ, с видимата 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 в състава на междузвездния газ елементите са разпределени по следния начин: водород - 89%, хелий - 9%, въглерод, кислород, азот - около 0,2-0,3%.


Подобен на попова лъжица облак от междузвезден газ и прах IRAS 20324+4057, който крие растяща звезда

Облаците от междузвезден газ могат не само да се въртят по подреден начин 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 основният обем междузвезден 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 движението на Слънцето се измества към съзвездието Змиеносец (= 258°, = -17°). Разликата в посоката на движение е около 45°.

4. Скоростта на Слънцето в Галактиката спрямо центъра на Галактиката.

В трите точки, разгледани по-горе, говорим за така наречената пекулярна, относителна скорост на Слънцето. С други думи, пекулиарната скорост е скоростта спрямо космическата отправна система.

Но Слънцето, най-близките до него звезди и местният междузвезден облак 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 km / s (около 850 000 km / h) или повече от 40 AU. / 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 те 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 - = 318°, = 48°. Тъй като това е обратно движение, върхът се измества и завършва пълен кръг в една „галактическа година“, приблизително 250 милиона години; неговата ъглова 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".


Скоростта 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 компресионната вълна, която образува спиралния ръкав. Подобна ситуация е нетипична за Галактиката като цяло: спиралните рамена се въртят с постоянна ъглова скорост, като спици в колела, а движението на звездите се извършва по различен модел, така че почти цялата звездна популация на диска или попада вътре спиралните рамена или изпада от тях. Единственото място, където скоростите на звездите и спиралните ръкави съвпадат, е така нареченият коротационен кръг и именно върху него се намира Слънцето.

За Земята това обстоятелство е изключително важно, тъй като в спиралните ръкави протичат бурни процеси, които образуват мощна радиация, която е разрушителна за всички живи същества. И никаква атмосфера не можеше да го защити от това. Но нашата планета съществува на относително тихо място в Галактиката и не е била засегната от тези космически катаклизми в продължение на стотици милиони (или дори милиарди) години. Може би затова животът е успял да възникне 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 към галактиката Андромеда).

Спрямо далечни галактики и клъстери от галактики (скоростта на движение на Галактиката като част от локалната група галактики към съзвездието Дева).

Относно реликтовото излъчване (скоростта на движение на всички галактики в най-близката до нас част от Вселената до Големия атрактор - клъстер от огромни супергалактики).

Нека разгледаме по-отблизо всяка от точките.

1. Скорост 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 е преждевременно да се тревожим за сблъсък. Допълнителен принос за това движение има масивната галактика M33, разположена приблизително в същата посока като галактиката Андромеда. Като цяло, скоростта на нашата Галактика спрямо барицентъра на Местната група галактики е около 100 km/s приблизително в посока Андромеда/Гущер (l = 100, b = -4, = 333, = 52), обаче, тези данни са все още много приблизителни. Това е много скромна относителна скорост: Галактиката се измества от собствения си диаметър за двеста или триста милиона години или, много приблизително, за една галактическа година.

2. Скорост на движение на галактиката Млечен път към клъстера Дева.

На свой ред групата галактики, която включва нашия Млечен път като цяло, се движи към големия куп Дева със скорост от 400 km/s. Това движение също се дължи на гравитационните сили и се извършва спрямо далечни купове от галактики.


Скорост на галактиката Млечен път към клъстера Дева

3. Скорост на движение на Галактиката във Вселената. За Великия Атрактор!

Реликтово излъчване.

Според теорията за Големия взрив ранната Вселена е била гореща плазма, състояща се от електрони, бариони и постоянно излъчвани, абсорбирани и повторно излъчвани фотони.

С разширяването на Вселената плазмата се охлаждаше и на определен етап забавените електрони получиха възможност 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. Има повече свободно пространство между частиците, има по-малко заредени частици, фотоните вече не се разпръскват толкова често и вече могат да се движат свободно в пространството, практически без да взаимодействат с материята.

Тези фотони, които са били излъчени по това време от плазмата към бъдещото местоположение на Земята, все още достигат до нашата планета през пространството на Вселената, което продължава да се разширява. Тези фотони съставляват реликтовото излъчване, което е топлинно излъчване, което равномерно изпълва Вселената.

Съществуването на реликтово излъчване е теоретично предсказано от Г. Гамов в рамките на теорията за Големия взрив. Съществуването му е експериментално потвърдено през 1965 г.

Скорост на движение на Галактиката спрямо космическото фоново лъчение.

По-късно започва изследването на скоростта на движение на галактиките спрямо космическото фоново лъчение. Това движение се определя чрез измерване на неравномерността на температурата на реликтовото 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 K) зависи от големината на скоростта. От анализа на данните от наблюденията следва, че Слънцето се движи спрямо космическия микровълнов фон със скорост 400 km/s в посока =11,6, =-12.

Подобни измервания показаха и друго важно нещо: всички галактики в най-близката до нас част от Вселената, включително не само нашата местна група, но също и клъстерът Дева и други клъстери, се движат спрямо фоновия космически микровълнов фон с неочаквано висока скорост.

За Местната група галактики тя е 600-650 km/s с връх в съзвездието Хидра (=166, =-27). Изглежда, че някъде в дълбините на Вселената има огромен клъстер от много свръхкупове, които привличат материята на нашата част от Вселената. Този клъстер беше кръстен Голям привличащ- от английската дума "attract" - привличам.

Тъй като галактиките, съставляващи Големия атрактор, са скрити от междузвезден прах, който е част от 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.


Скоростта на движение на Галактиката във Вселената. За Великия Атрактор!

И така, нека обобщим.

Скоростта на Слънцето в Галактиката и Галактиката във Вселената. Пивотна таблица.

Йерархия на движенията, в които участва нашата планета:

Въртенето на Земята около Слънцето;

Въртене заедно 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 М31);

Движение към клъстер от галактики в съзвездието Дева;

Движение към Великия атрактор.

Скоростта на Слънцето в Галактиката и скоростта на Галактиката Млечен път във Вселената. Пивотна таблица.

Трудно е да си представим, а още по-трудно е да изчислим колко далеч се движим всяка секунда. Тези разстояния са огромни и грешките в такива изчисления са все още доста големи. Ето какво има науката към днешна дата.

Със сигурност много от вас са гледали gif или видеоклип, показващ движението на слънчевата система.

Видеоклип, издаден през 2012 г., стана вирусен и нашумя много. Срещнах го малко след появата му, когато знаех много по-малко за космоса, отколкото сега. И най-много ме смути перпендикулярността на равнината на орбитите на планетите спрямо посоката на движение. Не че е невъзможно, но Слънчевата система може да се движи под произволен ъгъл спрямо равнината на Галактиката. Питате, защо си спомняте отдавна забравени истории? Факт е, че точно сега, при желание и наличие на хубаво време, всеки може да види в небето реалния ъгъл между равнините на еклиптиката и Галактиката.

Ние проверяваме учените

Астрономията казва, че ъгълът между равнините на еклиптиката и галактиката е 63°.

Но самата фигура е скучна и дори сега, когато привържениците на плоската Земя са в кулоарите на науката, искам да има проста и ясна илюстрация. Нека помислим как можем да видим равнините на Галактиката и еклиптиката в небето, за предпочитане с просто око и без да се отдалечаваме от града? Равнината на Галактиката е Млечният път, но сега, с изобилие от светлинно замърсяване, не е толкова лесно да се види. Има ли линия, приблизително близка до равнината на Галактиката? Да, това е съзвездието Лебед. Той е ясно видим дори в града и е лесно да го намерите, разчитайки на ярките звезди: Денеб (алфа на Лебед), Вега (алфа на Лира) и Алтаир (алфа на орел). "Стволът" на Лебед приблизително съвпада с галактическата равнина.

Добре, имаме един самолет. Но как да получите визуална линия на еклиптиката? Нека помислим, какво е еклиптиката като цяло? Според съвременната строга дефиниция еклиптиката е разрез на небесната сфера от равнината на орбитата на барицентъра (центъра на масата) на Земята-Луна. Средно Слънцето се движи по еклиптиката, но нямаме две слънца, според които е удобно да начертаем линия и съзвездието Лебед няма да се вижда на слънчева светлина. Но ако си спомним, че планетите от Слънчевата система също се движат приблизително в една и съща равнина, тогава се оказва, че парадът на планетите просто грубо ще ни покаже равнината на еклиптиката. И сега на утринното небе можете да видите само Марс, Юпитер и Сатурн.

В резултат на това през следващите седмици, сутрин преди изгрев слънце, ще бъде възможно много ясно да се види следната картина:

Което, изненадващо, е в пълно съответствие с учебниците по астрономия.

И е по-добре да нарисувате gif като този:


Източник: уебсайт на астронома Рис Тейлър rhysy.net

Въпросът може да предизвика взаимното разположение на самолетите. Летим ли<-/ 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 <-/.

Но този факт, уви, не може да се провери "на пръсти", тъй като, въпреки че са го направили преди двеста тридесет и пет години, те са използвали резултатите от многогодишни астрономически наблюдения и математика.

Отдалечаващи се звезди

Как по принцип можете да определите къде се движи слънчевата система спрямо близките звезди? Ако можем да запишем движението на една звезда през небесната сфера в продължение на десетилетия, тогава посоката на движение на няколко звезди ще ни каже къде се движим спрямо тях. Нека наречем точката, към която се движим, връх. Звездите, които не са далеч от него, както и от противоположната точка (анти-апекс), ще се движат слабо, защото летят към нас или далеч от нас. И колкото по-далеч е звездата от върха и анти-върха, толкова по-голямо ще бъде нейното собствено движение. Представете си, че шофирате по пътя. Светофарите на кръстовищата отпред и отзад няма да се изместват много настрани. Но стълбовете покрай пътя ще мигат (имат голямо собствено движение) извън прозореца.

Гифката показва движението на звездата на Барнард, която има най-голямото собствено движение. Още през 18 век астрономите разполагат със записи за положението на звездите в интервал от 40-50 години, което позволява да се определи посоката на движение на по-бавните звезди. Тогава английският астроном Уилям Хершел взе звездните каталози и, без да се доближава до телескопа, започна да изчислява. Още първите изчисления според каталога на Майер показаха, че звездите не се движат произволно и върхът може да бъде определен.


Източник: Hoskin, M. Herschel's Determination of the Solar Apex, Journal for the History of Astronomy, том 11, стр. 153, 1980 г.

И с данните от каталога на Lalande площта беше значително намалена.


Оттам

След това продължи нормалната научна работа - изясняване на данни, изчисления, спорове, но Хершел използва правилния принцип и греши само с десет градуса. Все още се събира информация, например само преди тридесет години скоростта на движение е намалена от 20 на 13 km / s. Важно: тази скорост не трябва да се бърка със скоростта на Слънчевата система и други близки звезди спрямо центъра на Галактиката, която е приблизително 220 km/s.

Още по-далеч

Е, след като споменахме скоростта на движение спрямо центъра на Галактиката, трябва да разберем и тук. Галактическият северен полюс се избира по същия начин като земния – произволно по споразумение. Намира се близо до звездата Арктур ​​(алфа Воловар), приблизително нагоре по посока на крилото на съзвездието Лебед. Но като цяло проекцията на съзвездията на картата на Галактиката изглежда така:

Тези. Слънчевата система се движи спрямо центъра на Галактиката в посока на съзвездието Лебед и спрямо местните звезди в посока на съзвездието Херкулес, под ъгъл от 63 ° спрямо галактическата равнина,<-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

космическа опашка

Но сравнението на слънчевата система с комета във видеото е абсолютно правилно. IBEX на НАСА е специално проектиран да определя взаимодействието между границата на слънчевата система и междузвездното пространство. И според него има опашка.


Илюстрация на НАСА

За други звезди можем да видим директно астросферите (мехурчета от звезден вятър).


Снимка от НАСА

Положително в крайна сметка

Завършвайки разговора, заслужава да се отбележи една много положителна история. DJ Sadhu, който създаде оригиналното видео през 2012 г., първоначално популяризира нещо ненаучно. Но благодарение на вирусното разпространение на клипа той разговаря с истински астрономи (астрофизикът Рис Тейлър говори много положително за диалога) и три години по-късно направи ново видео, което е много по-подходящо за реалността без антинаучни конструкции.

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. Много по-внушителни разстояния преодоляваме заедно със Слънчевата система.

Местоположение на слънчевата система

Слънцето е една от звездите в равнината на Млечния път или просто Галактиката. Тя е на 8 kpc от центъра, 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.

Движение 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 - точка, към която е насочено движението и на други близки звезди. Посоки на скоростите на звездите, вкл. Слънцата се пресичат в точката, противоположна на върха, наречена анти-върх.

Преместване спрямо видимите звезди

Отделно се измерва движението на Слънцето спрямо ярки 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.

Придвижване 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. За пълна революция са необходими 220 милиона години. 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 от 100-150 km/s. 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 колко далеч се движим всяка секунда. Тези разстояния са огромни и грешките в такива изчисления са все още доста големи.

коментари, захранвани от HyperComments

Вие седите, правите или лежите, докато четете тази статия, и не усещате, че Земята се върти около оста си с главоломна скорост – около 1700 км/ч на екватора. Скоростта на въртене обаче не изглежда толкова висока, когато се преобразува в km/s. Оказва се 0,5 km / s - едва забележима светкавица на радара в сравнение с други скорости около нас.

Точно както другите планети в Слънчевата система, Земята се върти около Слънцето. И за да остане в орбитата си, той се движи със скорост от 30 km / s. Венера и Меркурий, които са по-близо до Слънцето, се движат по-бързо, Марс, чиято орбита преминава през орбитата на Земята, се движи много по-бавно.

Но и Слънцето не стои на едно място. Нашата галактика Млечен път е огромна, масивна и също подвижна! Всички звезди, планети, газови облаци, прахови частици, черни дупки, тъмна материя – всичко това се движи спрямо общ център на масата.

Според учените Слънцето се намира на разстояние 25 000 светлинни години от центъра на нашата галактика и се движи по елиптична орбита, като прави пълен оборот на всеки 220-250 милиона години. Оказва се, че скоростта на Слънцето е около 200-220 km/s, което е стотици пъти повече от скоростта на Земята около оста й и десетки пъти повече от скоростта на нейното движение около Слънцето. Ето как изглежда движението на нашата Слънчева система.

Стационарна ли е галактиката? Отново не. Гигантските космически обекти имат голяма маса и следователно създават силни гравитационни полета. Дайте на Вселената малко време (а ние го имахме - около 13,8 милиарда години) и всичко ще започне да се движи в посока на най-голямото привличане. Ето защо Вселената не е еднородна, а се състои от галактики и групи от галактики.

Какво означава това за нас?

Това означава, че Млечният път се притегля към себе си от други галактики и групи от галактики, разположени наблизо. Това означава, че масивните обекти доминират в този процес. А това означава, че не само нашата галактика, но и всички около нас са повлияни от тези „трактори“. Все по-близо сме до разбирането какво се случва с нас в космоса, но все още ни липсват факти, например:

  • какви са били първоначалните условия, при които се е родила Вселената;
  • как различните маси в галактиката се движат и променят във времето;
  • как са се образували Млечният път и околните галактики и клъстери;
  • и как се случва сега.

Има обаче един трик, който ще ни помогне да го разберем.

Вселената е изпълнена с космическо микровълново фоново лъчение с температура 2,725 К, което се е запазило от времето на Големия взрив. На места има малки отклонения - около 100 μK, но общият температурен фон е постоянен.

Това е така, защото Вселената се е образувала при Големия взрив преди 13,8 милиарда години и все още се разширява и охлажда.

380 000 години след Големия взрив Вселената се охлади до такава температура, че стана възможно образуването на водородни атоми. Преди това фотоните постоянно взаимодействаха с останалите плазмени частици: сблъскваха се с тях и обменяха енергия. Тъй като Вселената се охлажда, има по-малко заредени частици и повече пространство между тях. Фотоните можеха да се движат свободно в пространството. Реликтовото лъчение е фотони, които са били излъчени от плазмата към бъдещото местоположение на Земята, но са избегнали разсейване, тъй като рекомбинацията вече е започнала. Те достигат до Земята през пространството на Вселената, която продължава да се разширява.

Можете сами да "видите" това излъчване. Смущението, което възниква на празен телевизионен канал, ако използвате обикновена антена със заешко ухо, е 1% поради CMB.

И все пак температурата на фоновия фон не е еднаква във всички посоки. Според резултатите от изследванията на мисията "Планк", температурата се различава до известна степен в противоположните полукълба на небесната сфера: тя е малко по-висока в областите на небето южно от еклиптиката - около 2,728 K, и по-ниска в другата половина - около 2,722 К.


Микровълнова фонова карта, направена с телескопа Планк.

Тази разлика е почти 100 пъти по-голяма от останалите наблюдавани температурни колебания на CMB и това е подвеждащо. Защо се случва това? Отговорът е очевиден - тази разлика не се дължи на колебания във фоновото излъчване, тя се появява, защото има движение!

Когато се приближите до източник на светлина или той се приближи до вас, спектралните линии в спектъра на източника се изместват към къси вълни (виолетово изместване), когато се отдалечавате от него или той се отдалечава от вас, спектралните линии се изместват към дълги вълни ( червено отместване).

Реликтовото излъчване не може да бъде повече или по-малко енергично, което означава, че се движим в пространството. Ефектът на Доплер помага да се определи, че нашата слънчева система се движи спрямо CMB със скорост от 368 ± 2 km/s, а локалната група от галактики, включително Млечния път, галактиката Андромеда и галактиката Триъгълник, се движи при скорост от 627 ± 22 km/s спрямо CMB. Това са така наречените пекулярни скорости на галактиките, които са няколкостотин km/s. В допълнение към тях има и космологични скорости, дължащи се на разширяването на Вселената и изчислени по закона на Хъбъл.

Благодарение на остатъчната радиация от Големия взрив можем да наблюдаваме, че всичко във Вселената непрекъснато се движи и променя. И нашата галактика е само част от този процес.

Дори седейки на стол пред екрана на компютъра и кликвайки върху връзки, ние физически участваме в много движения. Накъде отиваме? Къде е "върхът" на движението, неговото връх?

Първо, ние участваме във въртенето на Земята около нейната ос. то денонощно движениесочещи на изток на хоризонта. Скоростта на движение зависи от географската ширина; то е равно на 465*cos(φ) m/sec. По този начин, ако сте на северния или южния полюс на Земята, тогава вие не участвате в това движение. И да кажем, че в Москва дневната линейна скорост е около 260 m / s. Ъгловата скорост на върха на дневното движение спрямо звездите е лесна за изчисляване: 360°/24 часа = 15°/час.


Второ, Земята и ние заедно с нея се движим около Слънцето. (Ще пренебрегнем малкото месечно колебание около центъра на масата на системата Земя-Луна.) Средна скорост годишно движениев орбита - 30 km / s. В перихелия в началото на януари тя е малко по-висока, в афелия в началото на юли е малко по-ниска, но тъй като орбитата на Земята е почти точен кръг, разликата в скоростта е само 1 km / s. Върхът на орбиталното движение естествено се измества и прави пълен кръг за една година. Неговата еклиптична ширина е 0 градуса, а дължината му е равна на дължината на Слънцето плюс приблизително 90 градуса - λ=λ ☉ +90°, β=0. С други думи, върхът лежи на еклиптиката, на 90 градуса пред Слънцето. Съответно, ъгловата скорост на върха е равна на ъгловата скорост на Слънцето: 360° / година, малко по-малко от градус на ден.



Ние вече извършваме по-големи движения заедно с нашето Слънце като част от Слънчевата система.

Първо, Слънцето се движи спрямо близките звезди(т.нар местен стандарт за почивка). Скоростта на движение е приблизително 20 км / сек (малко повече от 4 AU / година). Имайте предвид, че това е дори по-малко от орбиталната скорост на Земята. Движението е насочено към съзвездието Херкулес, а екваториалните координати на върха са α = 270°, δ = 30°. Ако обаче измерим скоростта спрямо всички ярки звезди, видимо с невъоръжено око, тогава получаваме стандартното движение на Слънцето, то е малко по-различно, по-бавно със скорост 15 km/s ~ 3 AU. / година). Това също е съзвездието Херкулес, въпреки че върхът е леко изместен (α = 265°, δ = 21°). Но по отношение на междузвездния газ слънчевата система се движи малко по-бързо (22-25 км / сек), но върхът е значително изместен и попада в съзвездието Змиеносец (α = 258 °, δ = -17 °). Това изместване на върха с около 50° е свързано с т.нар. „междузвезден вятър“, „духащ от юг“ на Галактиката.

И трите описани движения са, така да се каже, местни движения, „разходки в двора“. Но Слънцето, заедно с най-близките и общо видими звезди (в края на краищата ние практически не виждаме много далечни звезди), заедно с облаци от междузвезден газ, се върти около центъра на Галактиката - и това са напълно различни скорости!

Скоростта на слънчевата система около център на галактикатае 200 км/сек (повече от 40 AU/година). Посочената стойност обаче е неточна, трудно е да се определи галактическата скорост на Слънцето; ние дори не виждаме това, спрямо което измерваме движението: центърът на Галактиката е скрит от плътни облаци междузвезден прах. Стойността непрекъснато се усъвършенства и има тенденция да намалява; не толкова отдавна се приемаше за 230 km / s (често е възможно да се срещне точно тази стойност), а последните проучвания дават резултати дори под 200 km / s. Движението на галактиката става перпендикулярно на посоката към центъра на Галактиката и затова върхът има галактически координати l = 90°, b = 0° или в по-обикновени екваториални координати - α = 318°, δ = 48°; тази точка е в Лебед. Тъй като това е обратно движение, върхът се измества и завършва пълен кръг в една „галактическа година“, приблизително 250 милиона години; ъгловата му скорост е ~5"/1000 години, един градус и половина на милион години.



По-нататъшните движения включват движението на цялата Галактика. Също така не е лесно да се измери такова движение, разстоянията са твърде големи, а грешката в числата все още е доста голяма.

По този начин нашата галактика и галактиката Андромеда, два масивни обекта от Местната група галактики, се привличат гравитационно и се движат един към друг със скорост от около 100-150 km/s, като основният компонент на скоростта принадлежи на нашата галактика . Страничният компонент на движението не е точно известен и е преждевременно да се тревожим за сблъсък. Допълнителен принос за това движение има масивната галактика M33, разположена приблизително в същата посока като галактиката Андромеда. Като цяло, скоростта на нашата Галактика спрямо барицентъра Местна група галактикиоколо 100 km / s приблизително в посока Андромеда / Гущер (l = 100, b = -4, α = 333, δ = 52), но тези данни все още са много приблизителни. Това е много скромна относителна скорост: Галактиката се измества със собствения си диаметър за двеста до триста милиона години, или, много грубо, за галактическа година.



Ако измерим скоростта на Галактиката спрямо далеч клъстери от галактики, ще видим различна картина: както нашата галактика, така и останалите галактики от Местната група, заедно като цяло, се движат в посока на големия куп Дева с около 400 км/сек. Това движение също се дължи на гравитационните сили.

заден план фонова радиациядефинира някаква избрана референтна система, свързана с цялата барионна материя в наблюдаемата част на Вселената. В известен смисъл движението спрямо този микровълнов фон е движение спрямо Вселената като цяло (това движение не трябва да се бърка с рецесията на галактиките!). Това движение може да се определи чрез измерване диполна температурна анизотропия неравномерност на реликтовото излъчване в различни посоки. Такива измервания показаха неочаквано и 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 скорост. За Местната група галактики тя е 600-650 km/s с връх в съзвездието Хидра (α=166, δ=-27). Изглежда, че някъде в дълбините на Вселената все още има неоткрит огромен клъстер от много свръхкупове, който привлича материята на нашата част от Вселената. Този хипотетичен клъстер е кръстен Голям привличащ.



Как е определена скоростта на Местната група галактики? Разбира се, всъщност астрономите измерват скоростта на Слънцето спрямо фона на микровълновия фон: тя се оказа ~ 390 km / s с връх с координати l = 265 °, b = 50 ° (α = 168, δ =-7) на границата на съзвездията Лъв и Чаша. След това определете скоростта на Слънцето спрямо галактиките на Местната група (300 km / s, съзвездието Гущер). Изчисляването на скоростта на местната група вече не беше трудно.

Накъде отиваме?
Денонощен: наблюдател спрямо центъра на Земята 0-465 m/s изток
Годишен: Земята спрямо Слънцето 30 км/сек перпендикулярно на посоката на слънцето
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 центъра на Галактиката ~ 200 км/сек Лебед
Слънцето във връзка с Местната група галактики 300 км/сек Гущер
Галактика спрямо Местната група галактики ~100 км/сек