Який період обертання сонця довкола центру галактики. Навколо чого обертається Сонце? Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо видимих ​​зірок

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.

Місяць рухається орбітою зі швидкістю 1 км в секунду. Земля разом із Місяцем здійснюють повний оберт навколо Сонця за 365 днів зі швидкістю 108 тис. кілометрів на годину або 30 км на секунду.

Ще нещодавно вчені обмежувалися такими даними. Але з винаходом сильних телескопів з'ясувалося, що Сонячна система не обмежується лише планетами. Вона набагато більша і простягається на відстань 100 тис. відстаней від Землі до Сонця (астрономічна). Це область, яку охоплює тяжіння нашої зірки. Вона названа на честь вченого-астронома Яна Оорта, який доказав її існування. Хмара Оорта - світ крижаних комет, що періодично наближаються до Сонця, перетинаючи орбіту Землі. Тільки поза цієї хмари закінчується Сонячна система і починається міжзоряний простір.

Оорт також на основі променевих швидкостей та власних рухів зірок обґрунтував гіпотезу про рух галактики навколо її центру. Отже, Сонце і його система, як єдине ціле, разом із усіма сусідніми зірками, рухається в галактичному диску навколо загального центру.

Завдяки розвитку науки, в розпорядженні вчених з'являлися досить потужні та точні прилади, за допомогою яких вони ближче і ближче підходили до розгадки устрою світобудови. Вдалося з'ясувати, де видно на небі Чумацького Шляху знаходиться його центр. Він опинився у напрямку сузір'я Стрільця, прихований щільними темними хмарами газу та пилу. Якби не було цих хмар, тоді на нічному небі було б видно величезну розмиту білу пляму, розмірами більшу за Місяць у десятки разів і таку ж світність.

Сучасні уточнення

Відстань до центру галактики виявилася більшою, ніж припускали. 26 тис. світлових років. Це величезна кількість. Запущений у 1977 році супутник Вояджер, який тільки-но покинув Сонячну систему, досяг би центру галактики через мільярд років. Завдяки штучним супутникам та математичним обчисленням вдалося з'ясувати траєкторію руху сонячної системи в галактиці.

Сьогодні відомо, що Сонце знаходиться у відносно спокійній ділянці Чумацького Шляху між двома великими спіральними рукавами Персея та Стрільця та ще одним трохи меншим рукавом Оріона. Усі вони видно на нічному небі, мов туманні смуги. Ті – зовнішній спіральний рукав, рукав Каріна, видно лише у потужні телескопи.

Сонцю, можна сказати, пощастило, що воно знаходиться на ділянці, де не такий великий вплив сусідніх зірок. Перебуваючи воно в спіральному рукаві, можливо, життя так і не зародилося б на Землі. Але все ж таки Сонце рухається навколо центру галактики не по прямій лінії. Рух виглядає як вихору: він згодом то ближче до рукавів, то далі. І таким чином облітає коло галактичного диска разом із сусідніми зірками за 215 млн років, зі швидкістю 230 км за секунду.

Тим часом, наша місцева група мчить до центру скупчення Діви (Virgo Cluster) на швидкості 150 мільйонів кілометрів на годину.

Чумацький Шлях та сусідка Андромеда, поряд із 30 дрібнішими галактиками, а також тисячі галактик Діви, все це притягується Великим атрактором. Враховуючи швидкості за таких масштабів, невидима маса, що займає порожнечі між галактиками і кластерами галактик, має щонайменше вдесятеро перевищувати видиму матерію.

Навіть при цьому, додавши цей невидимий матеріал до видимого матеріалу і отримавши середню масу всесвіту, ми отримаємо всього 10-30% від критичної щільності, яка потрібна, щоб «закрити» всесвіт. Цей феномен дозволяє припустити, що всесвіт «відкритий». Космологи продовжують сперечатися на цю тему так само, як намагаються, або «темної матерії».

Вважається, що визначає структуру Всесвіту на величезних масштабах. Темна матерія гравітаційно взаємодіє з нормальною речовиною і саме це дозволяє астрономам спостерігати за формуванням довгих тонких стін супергалактичних кластерів.

Недавні виміри (за допомогою телескопів і космічних зондів) розподілу маси в M31, найбільшій галактиці на околицях Чумацького Шляху, та інших галактиках призвели до визнання того факту, що галактики наповнені темною матерією, і показали, що таємнича сила - заповнює вакуум порожнього простору, прискорюючи розширення Всесвіту.

Тепер астрономи розуміють, що остаточна доля всесвіту нерозривно пов'язана з наявністю темної енергії та темної матерії. Сучасна стандартна модель для космології передбачає, що у всесвіті 70% темної енергії, 25% темної матерії та всього 5% нормальної матерії.

Ми не знаємо, що таке темна енергія, і чому вона існує. З іншого боку, теорія частинок підказує, що на мікроскопічному рівні навіть ідеальний вакуум міхуриться квантовими частинками, які є природним джерелом темної енергії. Але елементарні розрахунки показують, що темна енергія, яка виробляється з вакууму, має значення в 10120 разів більше, ніж те, що ми спостерігаємо. Деякі невідомі фізичні процеси повинні усувати більшість, але не всю енергію вакууму, залишаючи достатньо для прискорення розширення всесвіту.

Новій теорії елементарних частинок доведеться пояснити цей фізичний процес. Нові теорії «темних атракторів» прикриваються так званим принципом Коперника, який говорить про те, що немає нічого дивного в тому, що ми, спостерігачі, припускаємо, що всесвіт неоднорідний. Такі альтернативні теорії пояснюють прискорене розширення Всесвіту, що спостерігається, без залучення темної енергії, а натомість припускають, що ми недалеко від центру порожнечі, за якою більш щільний «темний» атрактор тягне нас до себе.

У статті, опублікованій у Physical Review Letters, Пенгжі Чжан з Шанхайської астрономічної обсерваторії та Альберт Стеббінс на виставці лабораторії Фермі показали, що популярна модель порожнечі та багато інших цілком можуть замінити темну енергію, не вступаючи у протиріччя зі спостереженнями телескопів.

Опитування показують, що всесвіт однорідний щонайменше на масштабах до гігапарсека. Чжан і Стеббінс стверджують, що якщо великі масштаби неоднорідності існують, вони мають бути виявлені як температурний зсув у космічному мікрохвильовому фоні реліктових фотонів, що утворилися через 400 000 років після Великого Вибуху. Це відбувається через електронно-фотонне розсіювання (зворотного Комптонівського).

Зосередивши увагу на моделі порожнечі «бульбашка Хаббла», вчені показали, що в такому сценарії деякі області всесвіту розширюватимуться швидше за інші, внаслідок чого температурний зсув буде більшим, ніж очікується. Але телескопи, які вивчають реліктове випромінювання, не бачать такого великого зсуву.

Що ж, як казав Карл Саган, «екстраординарні заяви вимагають екстраординарних доказів».

У цій статті розглядається швидкість руху Сонця та Галактики щодо різних систем відліку:

  • швидкість руху Сонця в Галактиці щодо найближчих зірок, видимих ​​зірок та центру Чумацького Шляху;
  • швидкість руху Галактики щодо місцевої групи галактик, віддалених зоряних скупчень та реліктового випромінювання.

Коротка характеристика Галактики Чумацький шлях.

Опис Галактики.

Перш ніж приступити до вивчення швидкості руху Сонця та Галактики у Всесвіті, познайомимося з нашою Галактикою ближче.

Ми живемо ніби у гігантському «зоряному місті».Точніше – у ньому «живе» наше Сонце. Населенням цього «міста» є різноманітні зірки, і «проживає» їх у ньому понад двісті мільярдів. Безліч сонців народжується в ньому, переживає свою молодість, середній вік і старість – проходять довгий і складний життєвий шлях, що триває мільярди років.

Величезні розміри цього «зіркового міста» – Галактики.Відстань між сусідніми зірками в середньому дорівнює тисячам мільярдів кілометрів (6*10 13 км). А таких сусідів понад 200 мільярдів.

Якби ми зі швидкістю світла (300 000 км/сек) мчали від одного кінця Галактики до іншого, на це пішло б близько 100 тисяч років.

Вся наша зіркова система повільно обертається як гігантське колесо, що складається з мільярдів сонців.

У центрі Галактики, мабуть, розташовується надмасивна чорна діра (Стрілець A*) (близько 4,3 мільйона сонячних мас) навколо якої, ймовірно, обертається чорна діра середньої маси від 1000 до 10 000 мас Сонця і періодом обігу близько 100 років і кілька тисяч порівняно невеликих. Їхня спільна гравітаційна дія на сусідні зірки змушує останні рухатися незвичайними траєкторіями. Існує припущення, що більшість галактик мають надмасивні чорні дірки у своєму ядрі.

Для центральних ділянок Галактики характерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічному парсекі поблизу центру їх утримуються багато тисяч. Відстань між зірками в десятки і сотні разів менша, ніж в околицях Сонця.

Ядро Галактики з величезною силою притягує решту зірок. Але величезна кількість зірок розселена і по всьому «зірковому місту». А вони теж притягують один одного у різних напрямках, і це складно впливає на рух кожної зірки. Тому Сонце та мільярди інших зірок в основному рухаються круговими шляхами або еліпсами навколо центру Галактики. Але це лише «в основному» - придивившись, ми побачили б, що вони рухаються складнішими кривими, що звиваються шляхами серед навколишніх зірок.

Характеристика Галактики Чумацький Шлях:

Місце знаходження Сонця у Галактиці.

Де в Галактиці знаходиться Сонце і чи воно рухається (а з ним і Земля, і ми з вами)? Чи не знаходимося ми в центрі міста або хоча б десь недалеко від нього? Дослідження показали, що Сонце та сонячна система розташовані на величезній відстані від центру Галактики, ближче до «міських околиць» (26 000 ± 1 400 св. років).

Сонце розташоване в площині нашої Галактики та віддалено від її центру на 8 кпк та від площини Галактики приблизно на 25 пк (1 пк (парсек) = 3,2616 світлового року). В області Галактики, де розташоване Сонце, зоряна щільність становить 0,12 зірок на пк 3 .

Мал. Модель нашої Галактики

Швидкість руху Сонця у Галактиці.

Швидкість руху Сонця в Галактиці прийнято розглядати щодо різних систем відліку:

  1. Щодо найближчих зірок.
  2. Щодо всіх яскравих зірок, які видно неозброєним оком.
  3. Щодо міжзоряного газу.
  4. Щодо центру Галактики.

1. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо найближчих зірок.

Подібно до того, як швидкість літака, що летить, розглядається по відношенню до Землі, не враховуючи польоту самої Землі, так і швидкість руху Сонця можна визначити щодо найближчих до нього зірок. Таким, як зірки системи Сіріус, Альфа Центавра та ін.

  • Ця швидкість руху Сонця в Галактиці порівняно невелика: всього 20 км/сек або 4 а. (1астрономічна одиниця дорівнює середній відстані від Землі до Сонця - 149600000 км.)

Сонце щодо найближчих зірок рухається у напрямку до точки (апексу), що лежить на межі сузір'їв Геркулеса та Ліри, приблизно під кутом 25° до площини Галактики. Екваторіальні координати апекса α = 270°, δ = 30°.

2. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо видимих ​​зірок.

Якщо розглядати рух Сонця в Галактиці Чумацький Шлях щодо всіх зірок, видимих ​​без телескопа, його швидкість і того менше.

  • Швидкість руху Сонця в Галактиці щодо видимих ​​зірок становить - 15 км/сек або 3 а.

Апекс руху Сонця у разі також лежить у сузір'ї Геркулеса і має такі екваторіальні координати: α = 265°, δ = 21°.

Мал. Швидкість руху Сонця щодо найближчих зірок та міжзоряного газу.


3. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо міжзоряного газу.

Наступний об'єкт Галактики, щодо якого ми розглянемо швидкість руху Сонця, – це міжзоряний газ.

Вселенські простори далеко не такі пустельні, як вважалося довгий час. Хоча і в невеликих кількостях, але скрізь є міжзоряний газ, наповнюючи собою всі куточки світобудови. На міжзоряний газ, при порожнечі незаповненого простору Всесвіту, що здається, припадає майже 99% від сукупної маси всіх космічних об'єктів. Щільні та холодні форми міжзоряного газу, що містять водень, гелій та мінімальні обсяги важких елементів (залізо, алюміній, нікель, титан, кальцій), знаходяться у молекулярному стані, з'єднуючись у великі хмарні поля. Зазвичай у складі міжзоряного газу елементи розподілені так: водень – 89%, гелій – 9%, вуглець, кисень, азот – близько 0,2-0,3%.


Мал. Газопилова хмара IRAS 20324+4057 з міжзоряного газу та пилу довжиною в 1 світловий рік, схожа на пуголовка, в якому ховається зірка, що росте.
.

Хмари міжзоряного газу можуть не тільки впорядковано обертатися навколо галактичних центрів, але й мати нестабільне прискорення. Протягом кількох десятків мільйонів років вони наздоганяють один одного і стикаються, утворюючи комплекси із пилу та газу.

У нашій Галактиці основний обсяг міжзоряного газу зосереджений у спіральних рукавах, один із коридорів яких розташований поряд із Сонячною системою.

  • Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо міжзоряного газу: 22-25 км/сек.

Міжзоряний газ у найближчих околицях Сонця має значну власну швидкість (20-25 км/с) щодо найближчих зірок. Під його впливом апекс руху Сонця зміщується у бік сузір'я Змієносця (α = 258 °, δ = -17 °). Різниця у напрямку руху близько 45 °.

У трьох розглянутих вище пунктах йдеться про так звану пекулярну, відносну швидкість руху Сонця. Іншими словами, пекулярна швидкість – це швидкість щодо космічної системи відліку.

Але Сонце, найближчі до нього зірки, місцева міжзоряна хмара всі разом беруть участь у масштабнішому русі – русі навколо центру Галактики.

І тут йдеться вже про зовсім інші швидкості.

  • Швидкість руху Сонця навколо центру Галактики величезна за земними мірками - 200-220 км/сек (близько 850 000 км/год) чи більше 40 а. / Рік.

Точну швидкість Сонця навколо центру Галактики визначити неможливо, адже центр Галактики прихований від нас за щільними хмарами міжзоряного пилу. Проте все нові й нові відкриття у цій галузі дедалі зменшують розрахункову швидкість нашого сонця. Ще нещодавно говорили про 230-240 км/сек.

Сонячна система в Галактиці рухається у напрямку сузір'я Лебедя.

Рух Сонця в Галактиці відбувається перпендикулярно до центру Галактики. Звідси галактичні координати апексу: l = 90 °, b = 0 ° або у звичних екваторіальних координатах - α = 318 °, δ = 48 °. Оскільки це рух звернення, апекс зміщується і здійснює повне коло за "галактичний рік", приблизно 250 мільйонів років; кутова його швидкість ~5"/1000 років, тобто координати апекса зміщуються на півтора градуси за мільйон років.

Нашій Землі від народження близько 30 таких «галактичних років».

Мал. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо центру Галактики.


Цікавий факт на тему швидкості руху Сонця в Галактиці:

Швидкість обертання Сонця навколо центру Галактики майже збігається із швидкістю хвилі ущільнення, що утворює спіральний рукав. Така ситуація є нетиповою для Галактики в цілому: спіральні рукави обертаються з постійною кутовою швидкістю, як спиці в колесах, а рух зірок відбувається з іншою закономірністю, тому майже все зоряне населення диска потрапляє всередину спіральних рукавів, то випадає з них. Єдине місце, де швидкості зірок та спіральних рукавів збігаються – це так зване коротаційне коло, і саме на ньому розташоване Сонце.

Для Землі ця обставина надзвичайно важлива, оскільки в спіральних рукавах відбуваються бурхливі процеси, що утворюють потужне випромінювання, згубне для живого. І жодна атмосфера не змогла б від нього захиститись. Але наша планета існує в порівняно спокійному місці Галактики і протягом сотень мільйонів (або навіть мільярдів) років не зазнавала впливу цих космічних катаклізмів. Можливо, саме тому на Землі змогло зародитися та зберегтися життя.

Швидкість руху Галактики у Всесвіті.

Швидкість руху Галактики у Всесвіті прийнято розглядати щодо різних систем відліку:

  1. Щодо Місцевої групи галактик (швидкість зближення з галактикою Андромеда).
  2. Щодо віддалених галактик та скупчень галактик (швидкість руху Галактики у складі місцевої групи галактик до сузір'я Діви).
  3. Щодо реліктового випромінювання (швидкість руху всіх галактик у найближчій до нас частині Всесвіту до Великого Атрактора – скупчення величезних надгалактик).

Зупинимося докладніше кожному з пунктів.

1. Швидкість руху Галактики Чумацький Шлях до Андромеди.

Наша Галактика Чумацький Шлях також не стоїть на місці, а гравітаційно притягується та зближується із галактикою Андромеда зі швидкістю 100-150 км/с. Основний компонент швидкості зближення галактик належить Чумацькому Шляху.

Поперечна складова руху точно не відома, і тривоги про зіткнення передчасні. Додатковий внесок у цей рух робить і масивна галактика M33, що знаходиться приблизно в тому ж напрямку, що і галактика Андромеди. Загалом швидкість руху нашої Галактики щодо барицентру Місцевої групи галактикблизько 100 км/сек приблизно у напрямку Андромеда/Ящірка (l = 100, b = -4, α = 333, δ = 52), проте ці дані ще дуже приблизні. Це дуже скромна відносна швидкість: Галактика зміщується на власний діаметр за дві-три сотні мільйонів років або, приблизно, за галактичний рік.

2. Швидкість руху Галактики Чумацький Шлях до скупчення Діви.

У свою чергу, група галактик, в яку входить і наш Чумацький шлях, як єдине ціле, рухається до великого скупчення Діви зі швидкістю 400 км/с. Цей рух також обумовлений гравітаційними силами і здійснюється щодо віддалених скупчень галактик.

Мал. Швидкість руху Галактики Чумацький Шлях до скупчення Діви.

Реліктове випромінювання.

Відповідно до теорії Великого Вибуху, ранній Всесвіт був гарячою плазмою, що складається з електронів, баріонів і постійно випромінюються, поглинаються і знову перевипромінюються фотонів.

У міру розширення Всесвіту плазма остигала і на певному етапі електрони, що уповільнилися, отримали можливість з'єднуватися з уповільненими протонами (ядрами водню) і альфа-частинками (ядрами гелію), утворюючи атоми (цей процес називається рекомбінацією).

Це трапилося при температурі плазми близько 3000 К та приблизному віці Всесвіту 400 000 років. Вільного простору між частинками побільшало, заряджених частинок поменшало, фотони перестали так часто розсіюватися і тепер могли вільно переміщатися у просторі, практично не взаємодіючи з речовиною.

Ті фотони, які були в той час випромінювані плазмою у бік майбутнього розташування Землі, досі досягають нашої планети через простір всесвіту, що продовжує розширюватися. Ці фотони становлять реліктове випромінювання, Що являє собою рівномірно заповнює Всесвіт теплове випромінювання.

Існування реліктового випромінювання було передбачено теоретично Г. Гамовим у рамках теорії Великого вибуху. Експериментально його існування було підтверджено 1965 року.

Швидкість руху галактики щодо реліктового випромінювання.

Пізніше розпочалося вивчення швидкості руху Галактик щодо реліктового випромінювання. Визначається цей рух виміром нерівномірності температури реліктового випромінювання у різних напрямках.

Температура випромінювання має максимум у напрямку руху та мінімум у протилежному напрямку. Ступінь відхилення розподілу температури від ізотропного (2,7 К) залежить від величини швидкості. З аналізу наглядових даних випливає, що Сонце рухається щодо реліктового випромінювання зі швидкістю 400 км/с у напрямку α=11,6, δ=-12 .

Такі виміри показали також і іншу важливу річ: усі галактики в найближчій до нас частині Всесвіту, включаючи не лише нашу Місцеву групу, а й скупчення Діви та інші скупчення, рухаються щодо фонового реліктового випромінювання з несподівано великою швидкістю.

Для Місцевої групи галактик вона становить 600-650 км/сек із апексом у сузір'ї Гідра (α=166, δ=-27). Виглядає це так, що десь у глибинах Всесвіту існує величезний кластер багатьох скупчень, що притягує матерію нашої частини Всесвіту. Цей кластер було названо Великим Атрактором -від англійського слова «attract» – притягувати.

Оскільки галактики, що входять до складу Великого Аттрактор, приховані міжзоряним пилом, що входить до складу Чумацького Шляху, картографування Аттрактор вдалося виконати тільки в останні роки за допомогою радіотелескопів.

Великий Атрактор знаходиться на перетині кількох надскупчень галактик. Середня щільність речовини в цьому районі не набагато більша за середню щільність Всесвіту. Але за рахунок гігантських розмірів його маса виявляється настільки велика і сила тяжіння настільки величезна, що не тільки наша зіркова система, а й інші галактики та їх скупчення поблизу рухаються у напрямку Великого Аттрактор, формуючи величезний потік галактик.

Мал. Швидкість руху Галактики у Всесвіті. На Великий Атрактор!

Отже, підіб'ємо підсумки.

Швидкість руху Сонця у Галактиці та Галактики у Всесвіті. Зведена таблиця.

Ієрархія рухів, у яких бере участь наша планета:

  • обертання Землі навколо Сонця;
  • обертання разом із Сонцем навколо центру нашої Галактики;
  • рух щодо центру Місцевої групи галактик разом із усією Галактикою під дією гравітаційного тяжіння сузір'я Андромеда (галактики М31);
  • рух до скупчення галактик у сузір'ї Діви;
  • рух до Великого Атрактора.

Швидкість руху Сонця в Галактиці та швидкість руху Галактики Чумацький Шлях у Всесвіті. Зведена таблиця.

Складно уявити, а ще складніше розрахувати, як далеко ми переміщуємося кожну секунду. Відстань ці - величезні, а похибки в таких розрахунках поки що досить великі. Ось які дані має наука на сьогоднішній день.

Рух Сонця та Галактики щодо об'єкта Всесвіту

Швидкість руху Сонця чи Галактики

Апекс

Локальне: Сонце щодо найближчих зірок

20 км/сек

Геркулес

Стандартне: Сонце щодо яскравих зірок

15 км/сек

Геркулес

Сонце щодо міжзоряного газу

22-25 км/сек

Змієносець

Сонце щодо центру Галактики

~200 км/сек

Сонце щодо Місцевої групи галактик

300 км/сек

Галактика щодо Місцевої групи галактик

~100 км/сек

Андромеда / Ящірка

Галактика щодо скупчень

400 км/сек

Сонце щодо реліктового випромінювання

390 км/сек

Лев/Чаша

Галактика щодо реліктового випромінювання

550-600 км/сек

Лев / Гідра

Місцева група галактик щодо реліктового випромінювання

600-650 км/сек

На цьому все про швидкість руху Сонця в Галактиці та Галактики у Всесвіті. Якщо у Вас виникли питання або є уточнення, залишайте коментарі нижче. Розбиратимемося разом! :)

З повагою до моїх читачів,

Ахмерова Зульфія.

Особлива подяка як джерела для статті виражається сайтам:

http://spacegid.com

http://www.astromyth.ru

http://teleskop.slovarik.org

Вибрані світові новини.

Дуже радимо з ним познайомитись. Там ви знайдете багато нових друзів. Крім того, це найбільш швидкий та дієвий спосіб зв'язатися з адміністраторами проекту. Продовжує працювати розділ Оновлення антивірусів – завжди актуальні безкоштовні оновлення для Dr Web та NOD. Чи не встигли щось прочитати? Повний зміст рядка , що біжить , можна знайти за цим посиланням .

У цій статті розглядається швидкість руху Сонця та Галактики щодо різних систем відліку:

Швидкість руху Сонця в Галактиці щодо найближчих зірок, видимих ​​зірок та центру Чумацького Шляху;

Швидкість руху Галактики щодо місцевої групи галактик, віддалених зоряних скупчень та реліктового випромінювання.

Коротка характеристика Галактики Чумацький шлях.

Опис Галактики.

Перш ніж приступити до вивчення швидкості руху Сонця та Галактики у Всесвіті, познайомимося з нашою Галактикою ближче.

Ми живемо ніби у гігантському «зоряному місті». Точніше – у ньому «живе» наше Сонце. Населенням цього «міста» є різноманітні зірки, і «проживає» їх у ньому понад двісті мільярдів. Безліч сонців народжується в ньому, переживає свою молодість, середній вік і старість – проходять довгий і складний життєвий шлях, що триває мільярди років.

Величезні розміри цього «зіркового міста» – Галактики. Відстань між сусідніми зірками в середньому дорівнює тисячам мільярдів кілометрів (6*1013 км). А таких сусідів понад 200 мільярдів.

Якби ми зі швидкістю світла (300 000 км/сек) мчали від одного кінця Галактики до іншого, на це пішло б близько 100 тисяч років.

Вся наша зіркова система повільно обертається як гігантське колесо, що складається з мільярдів сонців.


Орбіта Сонця

У центрі Галактики, мабуть, розташовується надмасивна чорна діра (Стрілець A*) (близько 4,3 мільйона сонячних мас) навколо якої, ймовірно, обертається чорна діра середньої маси від 1000 до 10 000 мас Сонця і періодом обігу близько 100 років і кілька тисяч порівняно невеликих. Їхня спільна гравітаційна дія на сусідні зірки змушує останні рухатися незвичайними траєкторіями. Існує припущення, що більшість галактик мають надмасивні чорні дірки у своєму ядрі.

Для центральних ділянок Галактики характерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічному парсекі поблизу центру їх утримуються багато тисяч. Відстань між зірками в десятки і сотні разів менша, ніж в околицях Сонця.

Ядро Галактики з величезною силою притягує решту зірок. Але величезна кількість зірок розселена і по всьому «зірковому місту». А вони теж притягують один одного у різних напрямках, і це складно впливає на рух кожної зірки. Тому Сонце та мільярди інших зірок в основному рухаються круговими шляхами або еліпсами навколо центру Галактики. Але це лише «в основному» - придивившись, ми побачили б, що вони рухаються складнішими кривими, що звиваються шляхами серед навколишніх зірок.

Характеристика Галактики Чумацький Шлях:

Місце знаходження Сонця у Галактиці.

Де в Галактиці знаходиться Сонце і чи воно рухається (а з ним і Земля, і ми з вами)? Чи не знаходимося ми в центрі міста або хоча б десь недалеко від нього? Дослідження показали, що Сонце та сонячна система розташовані на величезній відстані від центру Галактики, ближче до «міських околиць» (26 000 ± 1 400 св. років).

Сонце розташоване в площині нашої Галактики та віддалено від її центру на 8 кпк та від площини Галактики приблизно на 25 пк (1 пк (парсек) = 3,2616 світлового року). В області Галактики, де розташоване Сонце, зоряна щільність становить 0,12 зірок на пк3.


Модель нашої Галактики

Швидкість руху Сонця у Галактиці.

Швидкість руху Сонця в Галактиці прийнято розглядати щодо різних систем відліку:

Щодо найближчих зірок.

Щодо всіх яскравих зірок, які видно неозброєним оком.

Щодо міжзоряного газу.

Щодо центру Галактики.

1. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо найближчих зірок.

Подібно до того, як швидкість літака, що летить, розглядається по відношенню до Землі, не враховуючи польоту самої Землі, так і швидкість руху Сонця можна визначити щодо найближчих до нього зірок. Таким, як зірки системи Сіріус, Альфа Центавра та ін.

Ця швидкість руху Сонця в Галактиці порівняно невелика: всього 20 км/сек або 4 а. (1астрономічна одиниця дорівнює середній відстані від Землі до Сонця - 149600000 км.)

Сонце щодо найближчих зірок рухається у напрямку до точки (апексу), що лежить на межі сузір'їв Геркулеса та Ліри, приблизно під кутом 25° до площини Галактики. Екваторіальні координати апекса = 270 °, = 30 °.

2. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо видимих ​​зірок.

Якщо розглядати рух Сонця в Галактиці Чумацький Шлях щодо всіх зірок, видимих ​​без телескопа, його швидкість і того менше.

Швидкість руху Сонця в Галактиці щодо видимих ​​зірок становить - 15 км/сек або 3 а.

Апекс руху Сонця у разі також лежить у сузір'ї Геркулеса і має такі екваторіальні координати: = 265°, = 21°.


Швидкість руху Сонця щодо найближчих зірок та міжзоряного газу

3. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо міжзоряного газу.

Наступний об'єкт Галактики, щодо якого ми розглянемо швидкість руху Сонця, це міжзоряний газ.

Вселенські простори далеко не такі пустельні, як вважалося довгий час. Хоча і в невеликих кількостях, але скрізь є міжзоряний газ, наповнюючи собою всі куточки світобудови. На міжзоряний газ, при порожнечі незаповненого простору Всесвіту, що здається, припадає майже 99% від сукупної маси всіх космічних об'єктів. Щільні та холодні форми міжзоряного газу, що містять водень, гелій та мінімальні обсяги важких елементів (залізо, алюміній, нікель, титан, кальцій), знаходяться у молекулярному стані, з'єднуючись у великі хмарні поля. Зазвичай у складі міжзоряного газу елементи розподілені так: водень – 89%, гелій – 9%, вуглець, кисень, азот – близько 0,2-0,3%.


Газопилова хмара IRAS 20324+4057 з міжзоряного газу та пилу довжиною в 1 світловий рік, схожа на пуголовка, в якому ховається зірка, що росте.

Хмари міжзоряного газу можуть не тільки впорядковано обертатися навколо галактичних центрів, але й мати нестабільне прискорення. Протягом кількох десятків мільйонів років вони наздоганяють один одного і стикаються, утворюючи комплекси із пилу та газу.

У нашій Галактиці основний обсяг міжзоряного газу зосереджений у спіральних рукавах, один із коридорів яких розташований поряд із Сонячною системою.

Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо міжзоряного газу: 22-25 км/сек.

Міжзоряний газ у найближчих околицях Сонця має значну власну швидкість (20-25 км/с) щодо найближчих зірок. Під його впливом апекс руху Сонця зміщується у бік сузір'я Змієносця (= 258 °, = -17 °). Різниця у напрямку руху близько 45 °.

4. Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо центру Галактики.

У трьох розглянутих вище пунктах йдеться про так звану пекулярну, відносну швидкість руху Сонця. Іншими словами, пекулярна швидкість – це швидкість щодо космічної системи відліку.

Але Сонце, найближчі до нього зірки, місцева міжзоряна хмара всі разом беруть участь у масштабнішому русі – русі навколо центру Галактики.

І тут йдеться вже про зовсім інші швидкості.

Швидкість руху Сонця навколо центру Галактики величезна за земними мірками - 200-220 км/сек (близько 850 000 км/год) чи більше 40 а. / Рік.

Точну швидкість Сонця навколо центру Галактики визначити неможливо, адже центр Галактики прихований від нас за щільними хмарами міжзоряного пилу. Проте все нові й нові відкриття у цій галузі дедалі зменшують розрахункову швидкість нашого сонця. Ще нещодавно говорили про 230-240 км/сек.

Сонячна система в Галактиці рухається у напрямку сузір'я Лебедя.

Рух Сонця в Галактиці відбувається перпендикулярно до центру Галактики. Звідси галактичні координати апексу: l = 90 °, b = 0 ° або у звичних екваторіальних координатах - = 318 °, = 48 °. Оскільки це рух звернення, апекс зміщується і здійснює повне коло за "галактичний рік", приблизно 250 мільйонів років; кутова його швидкість ~5"/1000 років, тобто координати апекса зміщуються на півтора градуси за мільйон років.

Нашій Землі від народження близько 30 таких «галактичних років».


Швидкість руху Сонця у Галактиці щодо центру Галактики

Цікавий факт на тему швидкості руху Сонця в Галактиці:

Швидкість обертання Сонця навколо центру Галактики майже збігається із швидкістю хвилі ущільнення, що утворює спіральний рукав. Така ситуація є нетиповою для Галактики в цілому: спіральні рукави обертаються з постійною кутовою швидкістю, як спиці в колесах, а рух зірок відбувається з іншою закономірністю, тому майже все зоряне населення диска потрапляє всередину спіральних рукавів, то випадає з них. Єдине місце, де швидкості зірок та спіральних рукавів збігаються – це так зване коротаційне коло, і саме на ньому розташоване Сонце.

Для Землі ця обставина надзвичайно важлива, оскільки в спіральних рукавах відбуваються бурхливі процеси, що утворюють потужне випромінювання, згубне для живого. І жодна атмосфера не змогла б від нього захиститись. Але наша планета існує в порівняно спокійному місці Галактики і протягом сотень мільйонів (або навіть мільярдів) років не зазнавала впливу цих космічних катаклізмів. Можливо, саме тому на Землі змогло зародитися та зберегтися життя.

Швидкість руху Галактики у Всесвіті.

Швидкість руху Галактики у Всесвіті прийнято розглядати щодо різних систем відліку:

Щодо Місцевої групи галактик (швидкість зближення з галактикою Андромеда).

Щодо віддалених галактик та скупчень галактик (швидкість руху Галактики у складі місцевої групи галактик до сузір'я Діви).

Щодо реліктового випромінювання (швидкість руху всіх галактик у найближчій до нас частині Всесвіту до Великого Атрактора – скупчення величезних надгалактик).

Зупинимося докладніше кожному з пунктів.

1. Швидкість руху Галактики Чумацький Шлях до Андромеди.

Наша Галактика Чумацький Шлях також не стоїть на місці, а гравітаційно притягується та зближується із галактикою Андромеда зі швидкістю 100-150 км/с. Основний компонент швидкості зближення галактик належить Чумацькому Шляху.

Поперечна складова руху точно не відома, і тривоги про зіткнення передчасні. Додатковий внесок у цей рух робить і масивна галактика M33, що знаходиться приблизно в тому ж напрямку, що і галактика Андромеди. Загалом швидкість руху нашої Галактики щодо барицентру Місцевої групи галактик близько 100 км/сек приблизно у напрямку Андромеда/Ящірка (l = 100, b = -4, = 333, = 52), проте ці дані ще дуже приблизні. Це дуже скромна відносна швидкість: Галактика зміщується на власний діаметр за дві-три сотні мільйонів років або, приблизно, за галактичний рік.

2. Швидкість руху Галактики Чумацький Шлях до скупчення Діви.

У свою чергу, група галактик, в яку входить і наш Чумацький шлях, як єдине ціле, рухається до великого скупчення Діви зі швидкістю 400 км/с. Цей рух також обумовлений гравітаційними силами і здійснюється щодо віддалених скупчень галактик.


Швидкість руху Галактики Чумацький Шлях до скупчення Діви

3. Швидкість руху Галактики у Всесвіті. На Великий Атрактор!

Реліктове випромінювання.

Відповідно до теорії Великого Вибуху, ранній Всесвіт був гарячою плазмою, що складається з електронів, баріонів і постійно випромінюються, поглинаються і знову перевипромінюються фотонів.

У міру розширення Всесвіту плазма остигала і на певному етапі електрони, що уповільнилися, отримали можливість з'єднуватися з уповільненими протонами (ядрами водню) і альфа-частинками (ядрами гелію), утворюючи атоми (цей процес називається рекомбінацією).

Це трапилося при температурі плазми близько 3000 К та приблизному віці Всесвіту 400 000 років. Вільного простору між частинками побільшало, заряджених частинок поменшало, фотони перестали так часто розсіюватися і тепер могли вільно переміщатися у просторі, практично не взаємодіючи з речовиною.

Ті фотони, які були в той час випромінювані плазмою у бік майбутнього розташування Землі, досі досягають нашої планети через простір всесвіту, що продовжує розширюватися. Ці фотони становлять реліктове випромінювання, що є рівномірно заповнює Всесвіт теплове випромінювання.

Існування реліктового випромінювання було передбачено теоретично Г. Гамовим у рамках теорії Великого вибуху. Експериментально його існування було підтверджено 1965 року.

Швидкість руху галактики щодо реліктового випромінювання.

Пізніше розпочалося вивчення швидкості руху Галактик щодо реліктового випромінювання. Визначається цей рух виміром нерівномірності температури реліктового випромінювання у різних напрямках.

Температура випромінювання має максимум у напрямку руху та мінімум у протилежному напрямку. Ступінь відхилення розподілу температури від ізотропного (2,7 К) залежить від величини швидкості. З аналізу наглядових даних випливає, що Сонце рухається щодо реліктового випромінювання зі швидкістю 400 км/с у напрямі =11,6 =-12 .

Такі виміри показали також і іншу важливу річ: усі галактики у найближчій до нас частині Всесвіту, включаючи не лише нашу Місцеву групу, а й скупчення Діви та інші скупчення, рухаються щодо фонового реліктового випромінювання з несподівано швидкістю.

Для Місцевої групи галактик вона становить 600-650 км/сек із апексом у сузір'ї Гідра (=166, =-27). Виглядає це так, що десь у глибинах Всесвіту існує величезний кластер багатьох скупчень, що притягує матерію нашої частини Всесвіту. Цей кластер було названо Великим Атрактором- від англійського слова «attract» – притягувати.

Оскільки галактики, що входять до складу Великого Аттрактор, приховані міжзоряним пилом, що входить до складу Чумацького Шляху, картографування Аттрактор вдалося виконати тільки в останні роки за допомогою радіотелескопів.

Великий Атрактор знаходиться на перетині кількох надскупчень галактик. Середня щільність речовини в цьому районі не набагато більша за середню щільність Всесвіту. Але за рахунок гігантських розмірів його маса виявляється настільки велика і сила тяжіння настільки величезна, що не тільки наша зіркова система, а й інші галактики та їх скупчення поблизу рухаються у напрямку Великого Аттрактор, формуючи величезний потік галактик.


Швидкість руху Галактики у Всесвіті. На Великий Атрактор!

Отже, підіб'ємо підсумки.

Швидкість руху Сонця у Галактиці та Галактики у Всесвіті. Зведена таблиця.

Ієрархія рухів, у яких бере участь наша планета:

Обертання Землі навколо Сонця;

Обертання разом із Сонцем навколо центру нашої Галактики;

Рух щодо центру Місцевої групи галактик разом із усією Галактикою під впливом гравітаційного тяжіння сузір'я Андромеда (галактики М31);

Рух до скупчення галактик у сузір'ї Діви;

Рух до Великого Атрактора.

Швидкість руху Сонця в Галактиці та швидкість руху Галактики Чумацький Шлях у Всесвіті. Зведена таблиця.

Складно уявити, а ще складніше розрахувати, як далеко ми переміщуємося кожну секунду. Відстань ці - величезні, а похибки в таких розрахунках поки що досить великі. Ось які дані має наука на сьогоднішній день.