Wie lang ist die Rotationsperiode der Sonne um das Zentrum der Galaxie? Worum dreht sich die Sonne? Die Geschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zu sichtbaren Sternen

Sie sitzen, stehen oder liegen beim Lesen dieses Artikels und spüren nicht, dass sich die Erde mit rasender Geschwindigkeit um ihre Achse dreht – etwa 1.700 km/h am Äquator. Allerdings scheint die Rotationsgeschwindigkeit in km/s umgerechnet nicht so hoch zu sein. Das Ergebnis sind 0,5 km/s – ein kaum wahrnehmbarer Ausschlag auf dem Radar im Vergleich zu anderen Geschwindigkeiten um uns herum.

Genau wie andere Planeten im Sonnensystem dreht sich die Erde um die Sonne. Und um auf seiner Umlaufbahn zu bleiben, bewegt er sich mit einer Geschwindigkeit von 30 km/s. Venus und Merkur, die näher an der Sonne liegen, bewegen sich schneller, der Mars, dessen Umlaufbahn hinter der Erdumlaufbahn verläuft, bewegt sich viel langsamer.

Aber auch die Sonne steht nicht an einem Ort. Unsere Milchstraße ist riesig, massiv und auch mobil! Alle Sterne, Planeten, Gaswolken, Staubpartikel, Schwarze Löcher, Dunkle Materie – all das bewegt sich relativ zu einem gemeinsamen Massenschwerpunkt.

Laut Wissenschaftlern befindet sich die Sonne in einer Entfernung von 25.000 Lichtjahren vom Zentrum unserer Galaxie und bewegt sich auf einer elliptischen Umlaufbahn, wobei sie alle 220–250 Millionen Jahre eine vollständige Umdrehung durchführt. Es stellt sich heraus, dass die Geschwindigkeit der Sonne etwa 200–220 km/s beträgt, was hundertmal höher ist als die Geschwindigkeit der Erde um ihre Achse und zehnmal höher als die Geschwindigkeit ihrer Bewegung um die Sonne. So sieht die Bewegung unseres Sonnensystems aus.

Ist die Galaxie stationär? Nicht noch einmal. Riesige Weltraumobjekte haben eine große Masse und erzeugen daher starke Gravitationsfelder. Geben Sie dem Universum etwas Zeit (und wir haben es seit etwa 13,8 Milliarden Jahren), und alles wird sich in Richtung der größten Schwerkraft bewegen. Deshalb ist das Universum nicht homogen, sondern besteht aus Galaxien und Galaxiengruppen.

Was bedeutet das für uns?

Dies bedeutet, dass die Milchstraße von anderen Galaxien und Galaxiengruppen in der Nähe angezogen wird. Das bedeutet, dass massive Objekte den Prozess dominieren. Und das bedeutet, dass nicht nur unsere Galaxie, sondern auch jeder um uns herum von diesen „Traktoren“ beeinflusst wird. Wir kommen dem Verständnis dessen, was mit uns im Weltraum passiert, immer näher, aber es fehlen noch Fakten, zum Beispiel:

  • Was waren die Anfangsbedingungen, unter denen das Universum begann?
  • wie sich die verschiedenen Massen in der Galaxie im Laufe der Zeit bewegen und verändern;
  • wie die Milchstraße und die sie umgebenden Galaxien und Galaxienhaufen entstanden sind;
  • und wie es jetzt passiert.

Es gibt jedoch einen Trick, der uns dabei hilft, es herauszufinden.

Das Universum ist mit Reliktstrahlung mit einer Temperatur von 2,725 K gefüllt, die seit dem Urknall erhalten geblieben ist. Hier und da gibt es winzige Abweichungen – etwa 100 μK, aber der gesamte Temperaturhintergrund ist konstant.

Dies liegt daran, dass das Universum vor 13,8 Milliarden Jahren durch den Urknall entstanden ist und sich immer noch ausdehnt und abkühlt.

380.000 Jahre nach dem Urknall kühlte sich das Universum auf eine solche Temperatur ab, dass die Bildung von Wasserstoffatomen möglich wurde. Zuvor interagierten Photonen ständig mit anderen Plasmateilchen: Sie kollidierten mit ihnen und tauschten Energie aus. Als das Universum abkühlte, gab es weniger geladene Teilchen und mehr Raum zwischen ihnen. Photonen konnten sich frei im Raum bewegen. Bei der CMB-Strahlung handelt es sich um Photonen, die vom Plasma in Richtung des zukünftigen Standorts der Erde emittiert wurden, der Streuung jedoch entgangen sind, da die Rekombination bereits begonnen hat. Sie erreichen die Erde durch den Raum des Universums, der sich immer weiter ausdehnt.

Sie können diese Strahlung selbst „sehen“. Die Störungen, die auf einem leeren Fernsehkanal auftreten, wenn Sie eine einfache Antenne verwenden, die wie Hasenohren aussieht, werden zu 1 % durch den CMB verursacht.

Dennoch ist die Temperatur des Relikthintergrunds nicht in alle Richtungen gleich. Den Forschungsergebnissen der Planck-Mission zufolge unterscheidet sich die Temperatur in den gegenüberliegenden Hemisphären der Himmelssphäre geringfügig: In Teilen des Himmels südlich der Ekliptik ist sie etwas höher – etwa 2,728 K, und in der anderen Hälfte niedriger – etwa 2,722 K.


Karte des Mikrowellenhintergrunds, erstellt mit dem Planck-Teleskop.

Dieser Unterschied ist fast 100-mal größer als andere beobachtete Temperaturschwankungen im CMB und irreführend. Warum passiert das? Die Antwort liegt auf der Hand: Dieser Unterschied ist nicht auf Schwankungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung zurückzuführen, sondern auf Bewegung!

Wenn Sie sich einer Lichtquelle nähern oder diese sich Ihnen nähert, verschieben sich die Spektrallinien im Spektrum der Quelle in Richtung kurzer Wellen (Violettverschiebung), wenn Sie sich von ihr entfernen oder sie sich von Ihnen entfernt, verschieben sich die Spektrallinien in Richtung langer Wellen (Rotverschiebung). ).

CMB-Strahlung kann nicht mehr oder weniger energiereich sein, was bedeutet, dass wir uns durch den Weltraum bewegen. Der Doppler-Effekt hilft bei der Bestimmung, dass sich unser Sonnensystem relativ zum CMB mit einer Geschwindigkeit von 368 ± 2 km/s bewegt und dass sich die lokale Galaxiengruppe, einschließlich der Milchstraße, der Andromedagalaxie und der Dreiecksgalaxie, mit a bewegt Geschwindigkeit von 627 ± 22 km/s relativ zum CMB. Dabei handelt es sich um die sogenannten Eigengeschwindigkeiten von Galaxien, die mehrere hundert km/s betragen. Darüber hinaus gibt es noch kosmologische Geschwindigkeiten, die durch die Expansion des Universums entstehen und nach dem Hubble-Gesetz berechnet werden.

Dank der Reststrahlung des Urknalls können wir beobachten, dass sich alles im Universum ständig bewegt und verändert. Und unsere Galaxie ist nur ein Teil dieses Prozesses.

Der Mond bewegt sich im Orbit mit einer Geschwindigkeit von 1 km pro Sekunde. Die Erde und der Mond drehen sich in 365 Tagen vollständig um die Sonne mit einer Geschwindigkeit von 108.000 Kilometern pro Stunde oder 30 km pro Sekunde.

Bis vor Kurzem waren Wissenschaftler auf solche Daten beschränkt. Doch mit der Erfindung leistungsstarker Teleskope wurde klar, dass das Sonnensystem nicht nur auf die Planeten beschränkt ist. Es ist viel größer und erstreckt sich über eine Entfernung von 100.000 Entfernungen von der Erde bis zur Sonne (astronomisch). Dies ist der Bereich, der von der Schwerkraft unseres Sterns abgedeckt wird. Es ist nach dem Astronomen Jan Oort benannt, der seine Existenz nachgewiesen hat. Die Oortsche Wolke ist eine Welt aus eisigen Kometen, die sich regelmäßig der Sonne nähern und dabei die Erdumlaufbahn kreuzen. Erst jenseits dieser Wolke endet das Sonnensystem und beginnt der interstellare Raum.

Oort begründete außerdem anhand der Radialgeschwindigkeiten und Eigenbewegungen der Sterne die Hypothese über die Bewegung der Galaxie um ihr Zentrum. Folglich bewegt sich die Sonne und ihr Gesamtsystem als Ganzes zusammen mit allen Nachbarsternen in der galaktischen Scheibe um ein gemeinsames Zentrum.

Dank der Entwicklung der Wissenschaft verfügen Wissenschaftler über recht leistungsstarke und genaue Instrumente, mit deren Hilfe sie der Entschlüsselung der Struktur des Universums immer näher kommen. Es konnte herausgefunden werden, wo in der am Himmel sichtbaren Milchstraße ihr Zentrum liegt. Es befand sich in Richtung des Sternbildes Schütze, verdeckt von dichten dunklen Wolken aus Gas und Staub. Gäbe es diese Wolken nicht, wäre am Nachthimmel ein riesiger verschwommener weißer Fleck zu sehen, der zehnmal größer als der Mond und von gleicher Leuchtkraft ist.

Moderne Klarstellungen

Es stellte sich heraus, dass die Entfernung zum Zentrum der Galaxie größer war als erwartet. 26.000 Lichtjahre. Das ist eine riesige Zahl. Der Voyager-Satellit, der 1977 gestartet wurde und gerade das Sonnensystem verlässt, würde innerhalb einer Milliarde Jahren das Zentrum der Galaxie erreichen. Dank künstlicher Satelliten und mathematischer Berechnungen war es möglich, die Flugbahn des Sonnensystems in der Galaxie zu bestimmen.

Heute wissen wir, dass die Sonne in einer relativ ruhigen Region der Milchstraße zwischen den beiden großen Spiralarmen Perseus und Sagittarius und einem weiteren, etwas kleineren Orion-Arm liegt. Sie alle sind am Nachthimmel als Nebelstreifen sichtbar. Jene – Der äußere Spiralarm, der Carina-Arm, ist nur durch leistungsstarke Teleskope sichtbar.

Man könnte sagen, die Sonne hat Glück, dass sie sich in einem Gebiet befindet, in dem der Einfluss benachbarter Sterne nicht so groß ist. Wäre es in einem Spiralarm, wäre auf der Erde vielleicht nie Leben entstanden. Dennoch bewegt sich die Sonne nicht geradlinig um das Zentrum der Galaxie. Die Bewegung sieht aus wie ein Wirbelwind: Mit der Zeit kommt sie den Armen näher, dann weiter weg. Und so umkreist er gemeinsam mit Nachbarsternen in 215 Millionen Jahren den Umfang der galaktischen Scheibe, mit einer Geschwindigkeit von 230 km pro Sekunde.

Mittlerweile rast unsere lokale Gruppe mit 150 Millionen Kilometern pro Stunde auf das Zentrum des Virgo-Clusters zu.

Die Milchstraße und ihre Nachbargalaxie Andromeda sowie 30 kleinere Galaxien und Tausende von Jungfraugalaxien werden alle vom Großen Attraktor angezogen. Angesichts der Geschwindigkeiten in diesen Größenordnungen muss die unsichtbare Masse, die die Hohlräume zwischen Galaxien und Galaxienhaufen einnimmt, mindestens zehnmal so groß sein wie die sichtbare Materie.

Dennoch erhalten wir durch Addition dieses unsichtbaren Materials zum sichtbaren Material und der Ermittlung der durchschnittlichen Masse des Universums nur 10–30 % der kritischen Dichte, die zum „Schließen“ des Universums erforderlich ist. Dieses Phänomen legt nahe, dass das Universum „offen“ ist. Kosmologen argumentieren weiterhin auf die gleiche Weise zu diesem Thema, wie sie es versuchen, oder „dunkle Materie“.

Es wird angenommen, dass es die Struktur des Universums in enormen Maßstäben bestimmt. Dunkle Materie interagiert gravitativ mit normaler Materie, was es Astronomen ermöglicht, die Bildung langer, dünner Wände supergalaktischer Cluster zu beobachten.

Jüngste Messungen (mit Teleskopen und Raumsonden) der Massenverteilung in M31, der größten Galaxie in der Nähe der Milchstraße, und anderen Galaxien haben zu der Erkenntnis geführt, dass Galaxien mit dunkler Materie gefüllt sind, und haben gezeigt, dass eine mysteriöse Kraft vorliegt füllt das Vakuum des leeren Raums und beschleunigt die Expansion des Universums.

Astronomen verstehen jetzt, dass das endgültige Schicksal des Universums untrennbar mit der Anwesenheit dunkler Energie und dunkler Materie verbunden ist. Das aktuelle Standardmodell der Kosmologie geht davon aus, dass das Universum zu 70 % aus dunkler Energie, zu 25 % aus dunkler Materie und nur zu 5 % aus normaler Materie besteht.

Wir wissen nicht, was dunkle Energie ist und warum sie existiert. Andererseits legt die Teilchentheorie nahe, dass auf mikroskopischer Ebene selbst ein perfektes Vakuum mit Quantenteilchen gefüllt ist, die eine natürliche Quelle dunkler Energie darstellen. Grundlegende Berechnungen zeigen jedoch, dass die dunkle Energie, die aus dem Vakuum entsteht, 10.120-mal größer ist als das, was wir beobachten. Einige unbekannte physikalische Prozesse sollten den größten Teil, aber nicht die gesamte Vakuumenergie eliminieren und so genug übrig lassen, um die Expansion des Universums zu beschleunigen.

Eine neue Theorie der Elementarteilchen muss diesen physikalischen Vorgang erklären. Neue Theorien über „dunkle Attraktoren“ verbergen sich hinter dem sogenannten kopernikanischen Prinzip, das besagt, dass es nicht verwunderlich ist, dass wir Beobachter davon ausgehen, dass das Universum heterogen ist. Solche alternativen Theorien erklären die beobachtete beschleunigte Expansion des Universums ohne Beteiligung dunkler Energie und legen stattdessen nahe, dass wir uns in der Nähe des Zentrums der Leere befinden, hinter dem uns ein dichterer „dunkler“ Attraktor hinzieht.

In einem Artikel veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Untersuchung Pengzhi Zhang vom Shanghai Astronomical Observatory und Albert Stebbins zeigten auf der Fermilab-Ausstellung, dass das beliebte Void-Modell und viele andere dunkle Energie durchaus ersetzen können, ohne mit Teleskopbeobachtungen in Konflikt zu geraten.

Untersuchungen zeigen, dass das Universum zumindest auf Skalen bis zu Gigaparsec homogen ist. Zhang und Stebbins argumentieren, dass großräumige Unregelmäßigkeiten als Temperaturverschiebung im kosmischen Mikrowellenhintergrund von Reliktphotonen erkannt werden sollten, die 400.000 Jahre nach dem Urknall erzeugt wurden. Dies geschieht aufgrund der Elektron-Photonen-Streuung (die Umkehrung der Compton-Streuung).

Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf das Hubble-Blasenmodell der Leere und zeigten, dass sich in einem solchen Szenario einige Regionen des Universums schneller ausdehnen würden als andere, was zu einer größeren Temperaturverschiebung als erwartet führen würde. Aber Teleskope, die das CMB untersuchen, sehen keine so große Veränderung.

Nun, wie Carl Sagan sagte: „Außergewöhnliche Behauptungen erfordern außergewöhnliche Beweise.“

Dieser Artikel untersucht die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne und der Galaxie relativ zu verschiedenen Referenzsystemen:

  • die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie relativ zu den nächsten Sternen, sichtbaren Sternen und dem Zentrum der Milchstraße;
  • die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie relativ zur lokalen Galaxiengruppe, zu entfernten Sternhaufen und zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.

Kurze Beschreibung der Milchstraße.

Beschreibung der Galaxie.

Bevor wir beginnen, die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne und der Galaxie im Universum zu untersuchen, werfen wir einen genaueren Blick auf unsere Galaxie.

Wir leben sozusagen in einer riesigen „Sternenstadt“. Oder besser gesagt, unsere Sonne „lebt“ darin. Die Bevölkerung dieser „Stadt“ besteht aus einer Vielzahl von Sternen, und mehr als zweihundert Milliarden von ihnen „leben“ darin. Unzählige Sonnen werden darin geboren, erleben ihre Jugend, ihr mittleres Alter und ihr hohes Alter – sie durchlaufen einen langen und komplexen Lebensweg, der Milliarden von Jahren dauert.

Die Größe dieser „Sternenstadt“ – der Galaxie – ist enorm. Die Entfernungen zwischen benachbarten Sternen betragen im Durchschnitt Tausende Milliarden Kilometer (6 * 10 13 km). Und es gibt über 200 Milliarden solcher Nachbarn.

Wenn wir mit Lichtgeschwindigkeit (300.000 km/s) von einem Ende der Galaxie zum anderen rasen würden, würde es etwa 100.000 Jahre dauern.

Unser gesamtes Sternensystem dreht sich langsam, wie ein riesiges Rad, das aus Milliarden von Sonnen besteht.

Im Zentrum der Galaxie befindet sich offenbar ein supermassereiches Schwarzes Loch (Sagittarius A*) (ca. 4,3 Millionen Sonnenmassen), um das sich vermutlich ein Schwarzes Loch mittlerer Masse mit einer durchschnittlichen Masse von 1000 bis 10.000 Sonnenmassen und einem Orbital befindet Zeitraum von etwa 100 Jahren rotiert. Mehrere tausend relativ kleine. Ihre kombinierte Gravitationswirkung auf benachbarte Sterne führt dazu, dass diese sich auf ungewöhnlichen Flugbahnen bewegen. Es wird angenommen, dass die meisten Galaxien in ihrem Kern supermassereiche Schwarze Löcher haben.

Die zentralen Regionen der Galaxie zeichnen sich durch eine starke Konzentration von Sternen aus: Jeder Kubikparsec in der Nähe des Zentrums enthält viele tausend Sterne. Die Abstände zwischen Sternen sind zehn- bis hundertmal kleiner als in der Nähe der Sonne.

Der Kern der Galaxie zieht alle anderen Sterne mit enormer Kraft an. Aber in der „Sternenstadt“ sind eine Vielzahl von Sternen verstreut. Außerdem ziehen sie sich gegenseitig in verschiedene Richtungen an, was einen komplexen Einfluss auf die Bewegung jedes Sterns hat. Daher bewegen sich die Sonne und Milliarden anderer Sterne im Allgemeinen auf Kreisbahnen oder Ellipsen um das Zentrum der Galaxie. Aber das ist nur „meistens“ der Fall – wenn wir genau hinsehen, würden wir erkennen, dass sie sich entlang komplexerer Kurven bewegen und sich auf Pfaden zwischen den umgebenden Sternen schlängeln.

Eigenschaften der Milchstraße:

Der Standort der Sonne in der Galaxie.

Wo ist die Sonne in der Galaxie und bewegt sie sich (und mit ihr die Erde und Sie und ich)? Befinden wir uns im „Stadtzentrum“ oder zumindest irgendwo in der Nähe? Studien haben gezeigt, dass sich die Sonne und das Sonnensystem in enormer Entfernung vom Zentrum der Galaxie befinden, näher an den „Stadträndern“ (26.000 ± 1.400 Lichtjahre).

Die Sonne befindet sich in der Ebene unserer Galaxie und ist von ihrem Zentrum um 8 kpc und von der Ebene der Galaxie um etwa 25 pc (1 pc (Parsec) = 3,2616 Lichtjahre) entfernt. In der Region der Galaxie, in der sich die Sonne befindet, beträgt die Sterndichte 0,12 Sterne pro pc 3 .

Reis. Modell unserer Galaxie

Die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie wird üblicherweise relativ zu verschiedenen Bezugssystemen betrachtet:

  1. Relativ zu nahegelegenen Sternen.
  2. Bezogen auf alle mit bloßem Auge sichtbaren hellen Sterne.
  3. Bezüglich interstellarem Gas.
  4. Relativ zum Zentrum der Galaxie.

1. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zu den nächsten Sternen.

So wie die Geschwindigkeit eines fliegenden Flugzeugs im Verhältnis zur Erde betrachtet wird, ohne den Flug der Erde selbst zu berücksichtigen, kann die Geschwindigkeit der Sonne relativ zu den ihr am nächsten stehenden Sternen bestimmt werden. Wie die Sterne des Sirius-Systems, Alpha Centauri usw.

  • Diese Geschwindigkeit der Sonnenbewegung in der Galaxie ist relativ gering: nur 20 km/s oder 4 AE. (1 astronomische Einheit entspricht der durchschnittlichen Entfernung von der Erde zur Sonne – 149,6 Millionen km.)

Die Sonne bewegt sich relativ zu den nächsten Sternen auf einen Punkt (Apex) zu, der an der Grenze der Sternbilder Herkules und Leier liegt, in einem Winkel von etwa 25° zur Ebene der Galaxie. Äquatoriale Koordinaten des Scheitelpunkts α = 270°, δ = 30°.

2. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zu sichtbaren Sternen.

Betrachtet man die Bewegung der Sonne in der Milchstraße relativ zu allen ohne Teleskop sichtbaren Sternen, dann ist ihre Geschwindigkeit noch geringer.

  • Die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie relativ zu sichtbaren Sternen beträgt 15 km/s oder 3 AE.

Der Scheitelpunkt der Sonnenbewegung liegt in diesem Fall ebenfalls im Sternbild Herkules und hat folgende äquatoriale Koordinaten: α = 265°, δ = 21°.

Reis. Die Geschwindigkeit der Sonne relativ zu nahegelegenen Sternen und interstellarem Gas.


3. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zum interstellaren Gas.

Das nächste Objekt in der Galaxie, relativ zu dem wir die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne betrachten werden, ist interstellares Gas.

Die Weiten des Universums sind bei weitem nicht so verlassen, wie lange angenommen wurde. Obwohl in geringen Mengen, ist interstellares Gas überall vorhanden und füllt alle Ecken des Universums. Interstellares Gas macht trotz der scheinbaren Leere des ungefüllten Raums des Universums fast 99 % der Gesamtmasse aller kosmischen Objekte aus. Dichte und kalte Formen interstellaren Gases, das Wasserstoff, Helium und minimale Mengen schwerer Elemente (Eisen, Aluminium, Nickel, Titan, Kalzium) enthält, befinden sich in einem molekularen Zustand und verbinden sich zu riesigen Wolkenfeldern. Typischerweise sind die Elemente im interstellaren Gas wie folgt verteilt: Wasserstoff – 89 %, Helium – 9 %, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff – etwa 0,2–0,3 %.


Reis. Die Gas- und Staubwolke IRAS 20324+4057 aus interstellarem Gas und Staub ist 1 Lichtjahr lang und ähnelt einer Kaulquappe, in der sich ein wachsender Stern verbirgt
.

Wolken aus interstellarem Gas können nicht nur geordnet um galaktische Zentren rotieren, sondern weisen auch eine instabile Beschleunigung auf. Im Laufe von mehreren zehn Millionen Jahren holen sie einander ein und kollidieren, wodurch Komplexe aus Staub und Gas entstehen.

In unserer Galaxie ist der Großteil des interstellaren Gases in Spiralarmen konzentriert, von denen einer in der Nähe des Sonnensystems liegt.

  • Die Geschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zum interstellaren Gas: 22-25 km/s.

Interstellares Gas in unmittelbarer Nähe der Sonne weist relativ zu den nächsten Sternen eine erhebliche Eigengeschwindigkeit (20–25 km/s) auf. Unter seinem Einfluss verschiebt sich der Scheitelpunkt der Sonnenbewegung in Richtung des Sternbildes Schlangenträger (α = 258°, δ = -17°). Der Unterschied in der Bewegungsrichtung beträgt etwa 45°.

In den drei oben besprochenen Punkten sprechen wir von der sogenannten eigentümlichen Relativgeschwindigkeit der Sonne. Mit anderen Worten, besondere Geschwindigkeit ist Geschwindigkeit relativ zum kosmischen Bezugssystem.

Aber die Sonne, die ihr am nächsten stehenden Sterne und die lokale interstellare Wolke nehmen alle zusammen an einer größeren Bewegung teil – der Bewegung um das Zentrum der Galaxie.

Und hier sprechen wir von ganz anderen Geschwindigkeiten.

  • Die Geschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie ist im irdischen Vergleich enorm – 200–220 km/s (ca. 850.000 km/h) oder mehr als 40 AE. / Jahr.

Es ist unmöglich, die genaue Geschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie zu bestimmen, da das Zentrum der Galaxie vor uns hinter dichten Wolken aus interstellarem Staub verborgen ist. Allerdings verringern immer mehr neue Entdeckungen in diesem Bereich die geschätzte Geschwindigkeit unserer Sonne. Noch vor Kurzem sprach man von 230-240 km/sec.

Das Sonnensystem in der Galaxie bewegt sich in Richtung des Sternbildes Schwan.

Die Bewegung der Sonne in der Galaxie erfolgt senkrecht zur Richtung zum Zentrum der Galaxie. Daher die galaktischen Koordinaten des Scheitelpunkts: l = 90°, b = 0° oder in bekannteren äquatorialen Koordinaten - α = 318°, δ = 48°. Da es sich um eine Umkehrbewegung handelt, bewegt sich der Scheitelpunkt und schließt in einem „galaktischen Jahr“, etwa 250 Millionen Jahren, einen vollständigen Kreis; seine Winkelgeschwindigkeit beträgt ~5"/1000 Jahre, d. h. die Koordinaten der Spitze verschieben sich um eineinhalb Grad pro Million Jahre.

Unsere Erde ist etwa 30 solcher „galaktischen Jahre“ alt.

Reis. Die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie relativ zum Zentrum der Galaxie.


Übrigens eine interessante Tatsache über die Geschwindigkeit der Sonne in der Galaxie:

Die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie stimmt fast mit der Geschwindigkeit der Verdichtungswelle überein, die den Spiralarm bildet. Diese Situation ist für die Galaxie als Ganzes untypisch: Die Spiralarme drehen sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit wie Speichen in einem Rad, und die Bewegung der Sterne erfolgt nach einem anderen Muster, sodass fast die gesamte Sternpopulation der Scheibe entweder fällt dringt in die Spiralarme ein oder fällt aus ihnen heraus. Der einzige Ort, an dem die Geschwindigkeiten von Sternen und Spiralarmen zusammenfallen, ist der sogenannte Korotationskreis, und auf ihm befindet sich die Sonne.

Für die Erde ist dieser Umstand äußerst wichtig, da in den Spiralarmen heftige Prozesse ablaufen, die starke Strahlung erzeugen, die für alle Lebewesen zerstörerisch ist. Und keine Atmosphäre könnte davor schützen. Aber unser Planet existiert an einem relativ ruhigen Ort in der Galaxie und wurde seit Hunderten von Millionen (oder sogar Milliarden) Jahren nicht von diesen kosmischen Kataklysmen betroffen. Vielleicht konnte deshalb Leben auf der Erde entstehen und überleben.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum wird üblicherweise relativ zu verschiedenen Bezugssystemen betrachtet:

  1. Relativ zur Lokalen Galaxiengruppe (Annäherungsgeschwindigkeit an die Andromeda-Galaxie).
  2. Relativ zu entfernten Galaxien und Galaxienhaufen (die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie als Teil der lokalen Galaxiengruppe in Richtung des Sternbilds Jungfrau).
  3. In Bezug auf die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (die Bewegungsgeschwindigkeit aller Galaxien in dem Teil des Universums, der uns am nächsten liegt, in Richtung des Großen Attraktors – einer Ansammlung riesiger Supergalaxien).

Schauen wir uns die einzelnen Punkte genauer an.

1. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Milchstraße in Richtung Andromeda.

Auch unsere Milchstraße steht nicht still, sondern wird durch die Schwerkraft angezogen und nähert sich der Andromeda-Galaxie mit einer Geschwindigkeit von 100-150 km/s. Der Hauptbestandteil der Annäherungsgeschwindigkeit von Galaxien ist die Milchstraße.

Die seitliche Komponente der Bewegung ist nicht genau bekannt und Bedenken hinsichtlich einer Kollision sind verfrüht. Einen weiteren Beitrag zu dieser Bewegung leistet die massereiche Galaxie M33, die sich ungefähr in der gleichen Richtung wie die Andromeda-Galaxie befindet. Im Allgemeinen die Bewegungsgeschwindigkeit unserer Galaxie relativ zum Schwerpunkt Lokale Galaxiengruppe etwa 100 km/s ungefähr in Richtung Andromeda/Lizard (l = 100, b = -4, α = 333, δ = 52), aber diese Daten sind immer noch sehr ungefähr. Dies ist eine sehr bescheidene relative Geschwindigkeit: Die Galaxie verschiebt sich in zwei bis dreihundert Millionen Jahren, oder ganz ungefähr in, auf ihren eigenen Durchmesser galaktisches Jahr.

2. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Milchstraße in Richtung des Virgo-Clusters.

Die Galaxiengruppe, zu der auch unsere Milchstraße gehört, bewegt sich wiederum mit einer Geschwindigkeit von 400 km/s auf den großen Virgo-Haufen zu. Diese Bewegung wird ebenfalls durch Gravitationskräfte verursacht und erfolgt relativ zu entfernten Galaxienhaufen.

Reis. Die Geschwindigkeit der Bewegung der Milchstraße in Richtung des Virgo-Clusters.

CMB-Strahlung.

Der Urknalltheorie zufolge war das frühe Universum ein heißes Plasma, das aus Elektronen, Baryonen und Photonen bestand, die ständig emittiert, absorbiert und wieder emittiert wurden.

Als sich das Universum ausdehnte, kühlte sich das Plasma ab und in einem bestimmten Stadium konnten sich die verlangsamten Elektronen mit verlangsamten Protonen (Wasserstoffkernen) und Alphateilchen (Heliumkernen) verbinden und Atome bilden (dieser Prozess wird als „...“ bezeichnet). Rekombination).

Dies geschah bei einer Plasmatemperatur von etwa 3000 K und einem ungefähren Alter des Universums von 400.000 Jahren. Es gab mehr freien Raum zwischen den Teilchen, es gab weniger geladene Teilchen, Photonen streuten nicht mehr so ​​oft und konnten sich nun frei im Raum bewegen, praktisch ohne Wechselwirkung mit Materie.

Die Photonen, die damals vom Plasma in Richtung des zukünftigen Standorts der Erde emittiert wurden, erreichen unseren Planeten noch immer über den Raum des Universums, der sich immer weiter ausdehnt. Diese Photonen bilden kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung Dabei handelt es sich um Wärmestrahlung, die das Universum gleichmäßig ausfüllt.

Die Existenz kosmischer Mikrowellen-Hintergrundstrahlung wurde von G. Gamow im Rahmen der Urknalltheorie theoretisch vorhergesagt. Seine Existenz wurde 1965 experimentell bestätigt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.

Später begann die Untersuchung der Bewegungsgeschwindigkeit von Galaxien relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung. Diese Bewegung wird durch Messung der Ungleichmäßigkeit der Temperatur der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung in verschiedenen Richtungen bestimmt.

Die Strahlungstemperatur weist in Bewegungsrichtung ein Maximum und in Gegenrichtung ein Minimum auf. Der Grad der Abweichung der Temperaturverteilung von der Isotropie (2,7 K) hängt von der Geschwindigkeit ab. Aus der Analyse der Beobachtungsdaten folgt dies dass sich die Sonne relativ zum CMB mit einer Geschwindigkeit von 400 km/s in die Richtung α=11,6, δ=-12 bewegt .

Solche Messungen zeigten noch eine weitere wichtige Sache: Alle Galaxien in dem Teil des Universums, der uns am nächsten ist, einschließlich nicht nur unserer Lokalen Gruppe, sondern auch des Virgo-Haufens und anderer Haufen, bewegen sich relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung im Hintergrund mit unerwartet hoher Geschwindigkeit Geschwindigkeiten.

Für die lokale Galaxiengruppe beträgt sie 600–650 km/s, wobei ihr Höhepunkt im Sternbild Hydra (α=166, δ=-27) liegt. Es sieht so aus, als gäbe es irgendwo in den Tiefen des Universums eine riesige Ansammlung vieler Superhaufen, die Materie aus unserem Teil des Universums anziehen. Dieser Cluster wurde benannt Der große Attraktor - vom englischen Wort „attract“ – anziehen.

Da die Galaxien, aus denen der Große Attraktor besteht, vom interstellaren Staub der Milchstraße verborgen sind, war die Kartierung des Attraktors erst in den letzten Jahren mit Radioteleskopen möglich.

Der Große Attraktor befindet sich am Schnittpunkt mehrerer Galaxien-Superhaufen. Die durchschnittliche Materiedichte in dieser Region ist nicht viel größer als die durchschnittliche Dichte des Universums. Aufgrund seiner gigantischen Größe ist seine Masse jedoch so groß und die Anziehungskraft ist so enorm, dass sich nicht nur unser Sternensystem, sondern auch andere Galaxien und ihre Cluster in der Nähe in Richtung des Großen Attraktors bewegen und einen riesigen bilden Strom von Galaxien.

Reis. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum. An den großen Attraktor!

Fassen wir also zusammen.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie und den Galaxien im Universum. Übersichtstabelle.

Hierarchie der Bewegungen, an denen unser Planet teilnimmt:

  • Rotation der Erde um die Sonne;
  • Rotation mit der Sonne um das Zentrum unserer Galaxie;
  • Bewegung relativ zum Zentrum der lokalen Galaxiengruppe zusammen mit der gesamten Galaxie unter dem Einfluss der Gravitationsanziehung des Sternbildes Andromeda (Galaxie M31);
  • Bewegung in Richtung eines Galaxienhaufens im Sternbild Jungfrau;
  • Bewegung in Richtung des Großen Attraktors.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie und die Bewegungsgeschwindigkeit der Milchstraße im Universum. Übersichtstabelle.

Es ist schwer vorstellbar und noch schwieriger zu berechnen, wie weit wir jede Sekunde zurücklegen. Diese Abstände sind enorm und die Fehler bei solchen Berechnungen sind immer noch recht groß. Das ist die heutige Datenwissenschaft.

Bewegung der Sonne und Galaxie relativ zum Objekt des Universums

Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne oder Galaxie

Apex

Lokal: Die Sonne relativ zu nahegelegenen Sternen

20 km/Sek

Herkules

Standard: Sonne relativ zu hellen Sternen

15 km/Sek

Herkules

Sonne relativ zum interstellaren Gas

22-25 km/Sek

Ophiuchus

Sonne relativ zum galaktischen Zentrum

~200 km/sek

Sonne relativ zur lokalen Galaxiengruppe

300 km/Sek

Galaxie im Verhältnis zur lokalen Galaxiengruppe

~100 km/sek

Andromeda / Eidechse

Galaxie im Verhältnis zu Sternhaufen

400 km/Sek

Sonne relativ zum CMB

390 km/Sek

Löwe/Kelch

Galaxie relativ zum CMB

550-600 km/Sek

Löwe/Hydra

Lokale Galaxiengruppe relativ zum CMB

600-650 km/Sek

Hier dreht sich alles um die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie und den Galaxien im Universum. Wenn Sie Fragen oder Erläuterungen haben, hinterlassen Sie bitte unten einen Kommentar. Lass es uns gemeinsam herausfinden! :) :)

In Bezug auf meine Leser,

Achmerova Zulfiya.

Besonderer Dank geht an die folgenden Seiten als Quellen für den Artikel:

http://spacegid.com

http://www.astromyth.ru

http://teleskop.slovarik.org

Ausgewählte Weltnachrichten.

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Dieser Artikel untersucht die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne und der Galaxie relativ zu verschiedenen Referenzsystemen:

Die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie relativ zu nahegelegenen Sternen, sichtbaren Sternen und dem Zentrum der Milchstraße;

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie relativ zur lokalen Galaxiengruppe, zu entfernten Sternhaufen und zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.

Kurze Beschreibung der Milchstraße.

Beschreibung der Galaxie.

Bevor wir beginnen, die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne und der Galaxie im Universum zu untersuchen, werfen wir einen genaueren Blick auf unsere Galaxie.

Wir leben sozusagen in einer riesigen „Sternenstadt“. Oder besser gesagt, unsere Sonne „lebt“ darin. Die Bevölkerung dieser „Stadt“ besteht aus einer Vielzahl von Sternen, und mehr als zweihundert Milliarden von ihnen „leben“ darin. Unzählige Sonnen werden darin geboren, erleben ihre Jugend, ihr mittleres Alter und ihr hohes Alter – sie durchlaufen einen langen und komplexen Lebensweg, der Milliarden von Jahren dauert.

Die Größe dieser „Sternenstadt“ – der Galaxie – ist enorm. Die Entfernungen zwischen benachbarten Sternen betragen im Durchschnitt Tausende Milliarden Kilometer (6*1013 km). Und es gibt über 200 Milliarden solcher Nachbarn.

Wenn wir mit Lichtgeschwindigkeit (300.000 km/s) von einem Ende der Galaxie zum anderen rasen würden, würde es etwa 100.000 Jahre dauern.

Unser gesamtes Sternensystem dreht sich langsam, wie ein riesiges Rad, das aus Milliarden von Sonnen besteht.


Umlaufbahn der Sonne

Im Zentrum der Galaxie befindet sich offenbar ein supermassereiches Schwarzes Loch (Sagittarius A*) (ca. 4,3 Millionen Sonnenmassen), um das sich vermutlich ein Schwarzes Loch mittlerer Masse mit einer durchschnittlichen Masse von 1000 bis 10.000 Sonnenmassen und einem Orbital befindet Zeitraum von etwa 100 Jahren rotiert. Mehrere tausend relativ kleine. Ihre kombinierte Gravitationswirkung auf benachbarte Sterne führt dazu, dass diese sich auf ungewöhnlichen Flugbahnen bewegen. Es wird angenommen, dass die meisten Galaxien in ihrem Kern supermassereiche Schwarze Löcher haben.

Die zentralen Regionen der Galaxie zeichnen sich durch eine starke Konzentration von Sternen aus: Jeder Kubikparsec in der Nähe des Zentrums enthält viele tausend Sterne. Die Abstände zwischen Sternen sind zehn- bis hundertmal kleiner als in der Nähe der Sonne.

Der Kern der Galaxie zieht alle anderen Sterne mit enormer Kraft an. Aber in der „Sternenstadt“ sind eine Vielzahl von Sternen verstreut. Außerdem ziehen sie sich gegenseitig in verschiedene Richtungen an, was einen komplexen Einfluss auf die Bewegung jedes Sterns hat. Daher bewegen sich die Sonne und Milliarden anderer Sterne im Allgemeinen auf Kreisbahnen oder Ellipsen um das Zentrum der Galaxie. Aber das ist nur „meistens“ der Fall – wenn wir genau hinsehen, würden wir erkennen, dass sie sich entlang komplexerer Kurven bewegen und sich auf Pfaden zwischen den umgebenden Sternen schlängeln.

Eigenschaften der Milchstraße:

Der Standort der Sonne in der Galaxie.

Wo ist die Sonne in der Galaxie und bewegt sie sich (und mit ihr die Erde und Sie und ich)? Befinden wir uns im „Stadtzentrum“ oder zumindest irgendwo in der Nähe? Studien haben gezeigt, dass sich die Sonne und das Sonnensystem in enormer Entfernung vom Zentrum der Galaxie befinden, näher an den „Stadträndern“ (26.000 ± 1.400 Lichtjahre).

Die Sonne befindet sich in der Ebene unserer Galaxie und ist von ihrem Zentrum um 8 kpc und von der Ebene der Galaxie um etwa 25 pc (1 pc (Parsec) = 3,2616 Lichtjahre) entfernt. In der Region der Galaxie, in der sich die Sonne befindet, beträgt die Sterndichte 0,12 Sterne pro pc3.


Modell unserer Galaxie

Die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie wird üblicherweise relativ zu verschiedenen Bezugssystemen betrachtet:

Relativ zu nahegelegenen Sternen.

Bezogen auf alle mit bloßem Auge sichtbaren hellen Sterne.

Bezüglich interstellarem Gas.

Relativ zum Zentrum der Galaxie.

1. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zu den nächsten Sternen.

So wie die Geschwindigkeit eines fliegenden Flugzeugs im Verhältnis zur Erde betrachtet wird, ohne den Flug der Erde selbst zu berücksichtigen, kann die Geschwindigkeit der Sonne relativ zu den ihr am nächsten stehenden Sternen bestimmt werden. Wie die Sterne des Sirius-Systems, Alpha Centauri usw.

Diese Geschwindigkeit der Sonnenbewegung in der Galaxie ist relativ gering: nur 20 km/s oder 4 AE. (1 astronomische Einheit entspricht der durchschnittlichen Entfernung von der Erde zur Sonne – 149,6 Millionen km.)

Die Sonne bewegt sich relativ zu den nächsten Sternen auf einen Punkt (Apex) zu, der an der Grenze der Sternbilder Herkules und Leier liegt, in einem Winkel von etwa 25° zur Ebene der Galaxie. Äquatoriale Koordinaten der Spitze = 270°, = 30°.

2. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zu sichtbaren Sternen.

Betrachtet man die Bewegung der Sonne in der Milchstraße relativ zu allen ohne Teleskop sichtbaren Sternen, dann ist ihre Geschwindigkeit noch geringer.

Die Geschwindigkeit der Bewegung der Sonne in der Galaxie relativ zu sichtbaren Sternen beträgt 15 km/s oder 3 AE.

Der Scheitelpunkt der Sonnenbewegung liegt in diesem Fall ebenfalls im Sternbild Herkules und hat die folgenden Äquatorkoordinaten: = 265°, = 21°.


Die Geschwindigkeit der Sonne relativ zu nahegelegenen Sternen und interstellarem Gas

3. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zum interstellaren Gas.

Das nächste Objekt in der Galaxie, relativ zu dem wir die Geschwindigkeit der Sonne betrachten werden, ist interstellares Gas.

Die Weiten des Universums sind bei weitem nicht so verlassen, wie lange angenommen wurde. Obwohl in geringen Mengen, ist interstellares Gas überall vorhanden und füllt alle Ecken des Universums. Interstellares Gas macht trotz der scheinbaren Leere des ungefüllten Raums des Universums fast 99 % der Gesamtmasse aller kosmischen Objekte aus. Dichte und kalte Formen interstellaren Gases, das Wasserstoff, Helium und minimale Mengen schwerer Elemente (Eisen, Aluminium, Nickel, Titan, Kalzium) enthält, befinden sich in einem molekularen Zustand und verbinden sich zu riesigen Wolkenfeldern. Typischerweise sind die Elemente im interstellaren Gas wie folgt verteilt: Wasserstoff – 89 %, Helium – 9 %, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff – etwa 0,2–0,3 %.


Die Gas- und Staubwolke IRAS 20324+4057 aus interstellarem Gas und Staub ist 1 Lichtjahr lang und ähnelt einer Kaulquappe, in der sich ein wachsender Stern verbirgt

Wolken aus interstellarem Gas können nicht nur geordnet um galaktische Zentren rotieren, sondern weisen auch eine instabile Beschleunigung auf. Im Laufe von mehreren zehn Millionen Jahren holen sie einander ein und kollidieren, wodurch Komplexe aus Staub und Gas entstehen.

In unserer Galaxie ist der Großteil des interstellaren Gases in Spiralarmen konzentriert, von denen einer in der Nähe des Sonnensystems liegt.

Die Geschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zum interstellaren Gas: 22-25 km/s.

Interstellares Gas in unmittelbarer Nähe der Sonne weist relativ zu den nächsten Sternen eine erhebliche Eigengeschwindigkeit (20–25 km/s) auf. Unter seinem Einfluss verschiebt sich der Scheitelpunkt der Sonnenbewegung in Richtung des Sternbildes Schlangenträger (= 258°, = -17°). Der Unterschied in der Bewegungsrichtung beträgt etwa 45°.

4. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zum Zentrum der Galaxie.

In den drei oben besprochenen Punkten sprechen wir von der sogenannten eigentümlichen Relativgeschwindigkeit der Sonne. Mit anderen Worten, besondere Geschwindigkeit ist Geschwindigkeit relativ zum kosmischen Bezugssystem.

Aber die Sonne, die ihr am nächsten stehenden Sterne und die lokale interstellare Wolke nehmen alle zusammen an einer größeren Bewegung teil – der Bewegung um das Zentrum der Galaxie.

Und hier sprechen wir von ganz anderen Geschwindigkeiten.

Die Geschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie ist im irdischen Vergleich enorm – 200–220 km/s (ca. 850.000 km/h) oder mehr als 40 AE. / Jahr.

Es ist unmöglich, die genaue Geschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie zu bestimmen, da das Zentrum der Galaxie vor uns hinter dichten Wolken aus interstellarem Staub verborgen ist. Allerdings verringern immer mehr neue Entdeckungen in diesem Bereich die geschätzte Geschwindigkeit unserer Sonne. Noch vor Kurzem sprach man von 230-240 km/sec.

Das Sonnensystem in der Galaxie bewegt sich in Richtung des Sternbildes Schwan.

Die Bewegung der Sonne in der Galaxie erfolgt senkrecht zur Richtung zum Zentrum der Galaxie. Daher die galaktischen Koordinaten des Scheitelpunkts: l = 90°, b = 0° oder in bekannteren äquatorialen Koordinaten - = 318°, = 48°. Da es sich um eine Umkehrbewegung handelt, bewegt sich der Scheitelpunkt und schließt in einem „galaktischen Jahr“, etwa 250 Millionen Jahren, einen vollständigen Kreis; seine Winkelgeschwindigkeit beträgt ~5"/1000 Jahre, d. h. die Koordinaten der Spitze verschieben sich um eineinhalb Grad pro Million Jahre.

Unsere Erde ist etwa 30 solcher „galaktischen Jahre“ alt.


Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie relativ zum Zentrum der Galaxie

Übrigens eine interessante Tatsache über die Geschwindigkeit der Sonne in der Galaxie:

Die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie stimmt fast mit der Geschwindigkeit der Verdichtungswelle überein, die den Spiralarm bildet. Diese Situation ist für die Galaxie als Ganzes untypisch: Die Spiralarme drehen sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit wie Speichen in einem Rad, und die Bewegung der Sterne erfolgt nach einem anderen Muster, sodass fast die gesamte Sternpopulation der Scheibe entweder fällt dringt in die Spiralarme ein oder fällt aus ihnen heraus. Der einzige Ort, an dem die Geschwindigkeiten von Sternen und Spiralarmen zusammenfallen, ist der sogenannte Korotationskreis, und auf ihm befindet sich die Sonne.

Für die Erde ist dieser Umstand äußerst wichtig, da in den Spiralarmen heftige Prozesse ablaufen, die starke Strahlung erzeugen, die für alle Lebewesen zerstörerisch ist. Und keine Atmosphäre könnte davor schützen. Aber unser Planet existiert an einem relativ ruhigen Ort in der Galaxie und wurde seit Hunderten von Millionen (oder sogar Milliarden) Jahren nicht von diesen kosmischen Kataklysmen betroffen. Vielleicht konnte deshalb Leben auf der Erde entstehen und überleben.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum wird üblicherweise relativ zu verschiedenen Bezugssystemen betrachtet:

Relativ zur Lokalen Galaxiengruppe (Annäherungsgeschwindigkeit an die Andromeda-Galaxie).

Relativ zu entfernten Galaxien und Galaxienhaufen (die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie als Teil der lokalen Galaxiengruppe in Richtung des Sternbilds Jungfrau).

In Bezug auf die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (die Bewegungsgeschwindigkeit aller Galaxien in dem Teil des Universums, der uns am nächsten liegt, in Richtung des Großen Attraktors – einer Ansammlung riesiger Supergalaxien).

Schauen wir uns die einzelnen Punkte genauer an.

1. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Milchstraße in Richtung Andromeda.

Auch unsere Milchstraße steht nicht still, sondern wird durch die Schwerkraft angezogen und nähert sich der Andromeda-Galaxie mit einer Geschwindigkeit von 100-150 km/s. Der Hauptbestandteil der Annäherungsgeschwindigkeit von Galaxien ist die Milchstraße.

Die seitliche Komponente der Bewegung ist nicht genau bekannt und Bedenken hinsichtlich einer Kollision sind verfrüht. Einen weiteren Beitrag zu dieser Bewegung leistet die massereiche Galaxie M33, die sich ungefähr in der gleichen Richtung wie die Andromeda-Galaxie befindet. Im Allgemeinen beträgt die Bewegungsgeschwindigkeit unserer Galaxie relativ zum Schwerpunkt der lokalen Galaxiengruppe etwa 100 km/s, ungefähr in der Andromeda/Lizard-Richtung (l = 100, b = -4, = 333, = 52). aber diese Daten sind immer noch sehr ungefähr. Dies ist eine sehr bescheidene relative Geschwindigkeit: Die Galaxie verschiebt sich in zwei- bis dreihundert Millionen Jahren, oder, ganz grob, in einem galaktischen Jahr, auf ihren eigenen Durchmesser.

2. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Milchstraße in Richtung des Virgo-Clusters.

Die Galaxiengruppe, zu der auch unsere Milchstraße gehört, bewegt sich wiederum mit einer Geschwindigkeit von 400 km/s auf den großen Virgo-Haufen zu. Diese Bewegung wird ebenfalls durch Gravitationskräfte verursacht und erfolgt relativ zu entfernten Galaxienhaufen.


Geschwindigkeit der Milchstraße in Richtung des Virgo-Clusters

3. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum. An den großen Attraktor!

CMB-Strahlung.

Der Urknalltheorie zufolge war das frühe Universum ein heißes Plasma, das aus Elektronen, Baryonen und Photonen bestand, die ständig emittiert, absorbiert und wieder emittiert wurden.

Als sich das Universum ausdehnte, kühlte sich das Plasma ab und in einem bestimmten Stadium konnten sich die verlangsamten Elektronen mit verlangsamten Protonen (Wasserstoffkernen) und Alphateilchen (Heliumkernen) verbinden und Atome bilden (dieser Vorgang wird Rekombination genannt).

Dies geschah bei einer Plasmatemperatur von etwa 3000 K und einem ungefähren Alter des Universums von 400.000 Jahren. Es gab mehr freien Raum zwischen den Teilchen, es gab weniger geladene Teilchen, Photonen streuten nicht mehr so ​​oft und konnten sich nun frei im Raum bewegen, praktisch ohne Wechselwirkung mit Materie.

Die Photonen, die damals vom Plasma in Richtung des zukünftigen Standorts der Erde emittiert wurden, erreichen unseren Planeten noch immer über den Raum des Universums, der sich immer weiter ausdehnt. Diese Photonen bilden die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, bei der es sich um Wärmestrahlung handelt, die das Universum gleichmäßig ausfüllt.

Die Existenz kosmischer Mikrowellen-Hintergrundstrahlung wurde von G. Gamow im Rahmen der Urknalltheorie theoretisch vorhergesagt. Seine Existenz wurde 1965 experimentell bestätigt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.

Später begann die Untersuchung der Bewegungsgeschwindigkeit von Galaxien relativ zur kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung. Diese Bewegung wird durch Messung der Ungleichmäßigkeit der Temperatur der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung in verschiedenen Richtungen bestimmt.

Die Strahlungstemperatur weist in Bewegungsrichtung ein Maximum und in Gegenrichtung ein Minimum auf. Der Grad der Abweichung der Temperaturverteilung von der Isotropie (2,7 K) hängt von der Geschwindigkeit ab. Aus der Analyse der Beobachtungsdaten folgt, dass sich die Sonne relativ zum CMB mit einer Geschwindigkeit von 400 km/s in die Richtung =11,6, =-12 bewegt.

Solche Messungen zeigten noch eine weitere wichtige Sache: alle Galaxien in dem Teil des Universums, der uns am nächsten liegt, nicht nur unsere Lokale Gruppe, aber auch der Virgo-Cluster und andere Cluster bewegen sich relativ zum Hintergrund-CMB mit unerwartet hoher Geschwindigkeit.

Für die Lokale Galaxiengruppe beträgt sie 600–650 km/s, wobei ihr Höhepunkt im Sternbild Hydra (=166, =-27) liegt. Es sieht so aus, als gäbe es irgendwo in den Tiefen des Universums eine riesige Ansammlung vieler Superhaufen, die Materie aus unserem Teil des Universums anziehen. Dieser Cluster wurde benannt Der große Attraktor- vom englischen Wort „attract“ – anziehen.

Da die Galaxien, aus denen der Große Attraktor besteht, vom interstellaren Staub der Milchstraße verborgen sind, war die Kartierung des Attraktors erst in den letzten Jahren mit Radioteleskopen möglich.

Der Große Attraktor befindet sich am Schnittpunkt mehrerer Galaxien-Superhaufen. Die durchschnittliche Materiedichte in dieser Region ist nicht viel größer als die durchschnittliche Dichte des Universums. Aufgrund seiner gigantischen Größe ist seine Masse jedoch so groß und die Anziehungskraft ist so enorm, dass sich nicht nur unser Sternensystem, sondern auch andere Galaxien und ihre Cluster in der Nähe in Richtung des Großen Attraktors bewegen und einen riesigen bilden Strom von Galaxien.


Die Bewegungsgeschwindigkeit der Galaxie im Universum. An den großen Attraktor!

Fassen wir also zusammen.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie und den Galaxien im Universum. Übersichtstabelle.

Hierarchie der Bewegungen, an denen unser Planet teilnimmt:

Die Rotation der Erde um die Sonne;

Rotation mit der Sonne um das Zentrum unserer Galaxie;

Bewegung relativ zum Zentrum der lokalen Galaxiengruppe zusammen mit der gesamten Galaxie unter dem Einfluss der Gravitationsanziehung des Sternbildes Andromeda (Galaxie M31);

Bewegung in Richtung eines Galaxienhaufens im Sternbild Jungfrau;

Bewegung zum Großen Attraktor.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonne in der Galaxie und die Bewegungsgeschwindigkeit der Milchstraße im Universum. Übersichtstabelle.

Es ist schwer vorstellbar und noch schwieriger zu berechnen, wie weit wir jede Sekunde zurücklegen. Diese Abstände sind enorm und die Fehler bei solchen Berechnungen sind immer noch recht groß. Das ist die heutige Datenwissenschaft.