Содержание
Вокруг чего вращается Солнце и почему так происходит?
Вокруг чего вращается Солнце?
Все мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца. Исходя из этого, возникает закономерный вопрос: вращается ли само Солнце? И если да, то вокруг чего? Ответ на этот вопрос астрономы получили только в XX столетии.
Наша звезда действительно движется, причем если Земля имеет два круга вращения (вокруг Солнца и вокруг своей оси), то у Солнца их три. Мало того, вся Солнечная система вместе с планетами и другими космическими телами постепенно отдаляется от центра галактики, сдвигаясь с каждым оборотом на несколько миллионов километров.
Вокруг чего вращается Солнце?
Вокруг чего же вращается Солнце? Известно, что наша звезда располагается в галактике Млечный Путь, диаметр которой имеет около 30 000 парсек. Под парсеком понимают астрономическую единицу измерения, равную 3,26 световых лет.
В центральной части Млечного Пути находится относительно небольшой Галактический центр с радиусом порядка 1000 парсек.
В нем до сих пор происходит образование звезд и располагается ядро, благодаря которому когда-то и возникла наша звездная система.
Расстояние Солнца от Галактического центра составляет 26 тысяч световых лет, то есть оно расположено ближе к краям галактики. Вместе с остальными звездами, входящими в Млечный Путь, Солнце крутится вокруг этого центра. Средняя скорость его движения варьируется в пределах от 220 до 240 км в секунду.
На один оборот вокруг центральной части галактики уходит в среднем 200 млн. лет. За весь период своего существования наша планета вместе с Солнцем облетела вокруг Галактического ядра всего около 30 раз.
Почему Солнце вращается вокруг галактики?
Как и в случае с вращением Земли, точная причина движения Солнца не установлена. По одной из версий, в Галактическом центре находится некая темная материя (сверхмассивная черная дыра), которая воздействует как на вращение звезд, так и на их скорость. Вокруг этой дыры находится другая дыра меньшей массы.
Совместно обе материи оказывают гравитационное влияние на звезды в галактике и вынуждают их передвигаться по различным траекториям. Другие ученые придерживаются мнения, что движение связано с гравитационными силами, исходящими от ядра Млечного Пути.
Как и любой объект, Солнце движется по инерции по прямой траектории, однако гравитация Галактического центра притягивает его к себе и тем самым заставляет вращаться по окружности.
Вращается ли Солнце вокруг своей оси?
Может ли вращаться Солнце вокруг своей оси?
Вращение Солнца вокруг своей оси является вторым кругом его движения. Поскольку оно состоит из газов, его движение происходит дифференцированно.
Иными словами, на своем экваторе звезда вращается быстрее, а на полюсах – медленнее. Отследить вращение Солнца вокруг своей оси достаточно сложно, поэтому ученым приходится ориентироваться по солнечным пятнам.
В среднем пятно в районе солнечного экватора совершает оборот вокруг оси Солнца и возвращается в исходное положение за 24,47 дня.
Регионы в области полюсов движутся вокруг солнечной оси за 38 дней.
Чтобы вычислить какую-то конкретную величину, ученые приняли решение ориентироваться на позицию 26° от экватора, так как примерно в этом месте наблюдается наибольшее количество солнечных пятен. В итоге астрономы пришли к единой цифр. Согласно ей скорость обращения Солнца вокруг собственной оси составляет 25,38 дней.
Что такое вращение вокруг сбалансированного центра?
Как говорилось выше, в отличие от Земли, Солнце имеет три плоскости вращения. Первая – вокруг центра галактики, вторая – вокруг своей оси. А вот третьей является так называемый гравитационный сбалансированный центр. Если объяснять простыми словами, то все планеты, вращающиеся вокруг Солнца, хоть и имеют намного меньшую массу, но немного притягивают его к себе.
Система вращения планет вокруг Солнца
В результате этих процессов собственная ось Солнца также вращается в пространстве. При вращении она описывает радиус центровой балансировки, внутри которого и вращается Солнце.
При этом само Солнце тоже описывает свой радиус. Общая картина этого движения астрономам вполне понятна, но ее практическая составляющая до конца не изучена.
В целом же наша звезда – очень сложная и многогранная система. Поэтому в будущем ученым предстоит раскрыть еще много ее тайн и загадок.
Ученые выяснили, как опасное путешествие Земли через Млечный Путь влияет на планету
Новое исследование показывает, что на геологию Земли влияют падающие каждые 200 млн лет кометы, когда планета проходит через спиральные рукава нашей галактики.
Related video
Ученые считают, что путешествие Земли через Млечный путь возможно оказало очень большое влияние на геологию планеты. Ученые пришли к выводу, что во время прохождения планеты через спиральные рукава Млечного Пути, каждые 200 млн лет на Землю падают кометы, которые изменяют континентальную кору Земли, пишет Space.
В нашей галактики все объекты вращаются вокруг центра Млечного Пути. Спиральные рукава, в одном из которых находится Солнечная система также вращаются вокруг галактического центра.
Но наша звездная система делает это намного быстрее, чем сами рукава.
Например, Солнце вращается вокруг центра галактики со скоростью в 863 тысячи км/час, а спиральные рукава – со скорость в 76 тысяч км/час. Это означает, что Солнечная система и все ее составляющие, как и другие звезды и звездные системы постоянно входят и выходят из спиральных рукавов.
Солнце вращается вокруг центра галактики со скоростью в 863 тысячи км/час, а спиральные рукава – со скорость в 76 тысяч км/час. Это означает, что Солнечная система и все ее составляющие, как и другие звезды и звездные системы постоянно входят и выходят из спиральных рукавов
Фото: SciTechDaily
Когда Солнечная система движется через спиральные рукава галактики, ледяные объекты в облаке Оорта, которое находится на краю системы на расстоянии примерно 7,4 трлн км от Солнца, взаимодействуют с плотными газовыми облаками галактических рукавов.
Это взаимодействие заставляет кометы устремляться к внутренней части Солнечной системы, где и находится Земля.
Эти кометы имеют намного большую энергию, чем астероиды, обломки которых, а иногда и они сами, постоянно падают на Землю. Поэтому падение комет вызывает большее изменение геологии Земли, считают ученые.
Эти кометы имеют намного большую энергию, чем астероиды, обломки которых, а иногда и они сами, постоянно падают на Землю. Поэтому падение комет вызывает большее изменение геологии Земли, считают ученые
Фото: The Verge
«Мы считаем, что кометы, которые каждые 200 млн лет падают на Землю ответственны за изменения земной коры. К такому выводу мы пришли после изучения кристаллов циркона, которые были обнаружены в Гренландии и Австралии. Именно здесь можно найти самые старые породы из ранней истории Земли», — говорит Крис Киркланд из Университета Кертин, Австралия.
Ученые использовали распад урана в кристаллах циркона для того, чтобы создать геологическую шкалу времени истории Земли, которая охватывает 1 млрд лет — от 2,8 до 3,8 млрд лет назад. Эта временная шкала может помочь геологам узнать, как Земля стала единственной известной планетой, которая имеет континенты и активную тектонику плит.
Ученые выявили закономерность в изменении формирования коры Земли и считают, что это связано именно с падением комет. Ученые считают, что путешествие Земли вокруг галактического центра помогает формировать геологию планеты. Их модели образования коры Земли показали, что в течение миллиардов лет все изменения соответствовали галактическому году. Это время, за которое Солнечная система делает полный оборот вокруг центра Млечного Пути, и оно составляет примерно 200 млн лет. Но пока это только теория, которая требует доказательств и дальнейших исследований, говорят ученые.
Как уже писал Фокус ученые продолжают изучение двух огромных структур в недрах Земли, которые имеют размеры континентов.
Также Фокус писал о том, что ученые обнаружили доказательства теории, которая объясняет формирование континентов на Земле. Исследование предполагает, что за этим процессом стоят удары гигантских метеоритов.
«День галактического тика» посвящен путешествию Солнца вокруг галактики
Художественное изображение галактики Млечный Путь. «День галактического тика» — это праздник, придуманный для празднования обращения Солнца по орбите вокруг галактики.
(Изображение предоставлено НАСА/JPL)
Каждый раз, когда Земля делает один полный оборот вокруг Солнца, люди отмечают это путешествие каким-нибудь новогодним праздником. Так почему бы нам не праздновать каждый раз, когда наша Солнечная система совершает один оборот вокруг центра галактики?
Такой праздник, возможно, только что наступил: группа энтузиастов науки учредила «День галактического тика», посвященный путешествию Солнца по почти круглому диску галактики Млечный Путь.
К сожалению, Солнце совершает один галактический оборот примерно за 220-250 миллионов лет.
Чтобы сделать праздник более совместимым с человеческой жизнью, создатели Galactic Tick Day разделили путешествие Солнца вверх на более мелкие части, чтобы праздник наступал каждые 1,77 земных года. Следующий День галактического тика, согласно их календарю, приходится на 29 сентября. [Потрясающие фотографии нашей Галактики Млечный Путь (Галерея)]
Галактика Млечный Путь — наш дом в космосе. Галактика содержит около 400 миллиардов звезд, а в ее ядре находится черная дыра массой 4 миллиарда солнечных. Посмотрите, как работает наша Галактика Млечный Путь, в этой инфографике Space.com. (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, автором Space.com)
Дэвид Снайдер, один из создателей Galactic Tick Day, сказал, что мотивация изобретения этого нового праздника «довольно расплывчата», но в основном группа надеется, что он просто вызовет трепет и волнение в жизни людей.
«Надеюсь, некоторые люди поймут, что Солнце движется, хотя раньше они думали, что оно неподвижно», — сказал Снайдер Space.
com. «И, возможно, для людей, которые уже знают об этом движении и что-то знают об астрономии, если они обучают своих сверстников и своих друзей… это тоже очень приятно».
Бодрящие идеи
Снайдеру 26 лет, он живет в северной Калифорнии, называет себя предпринимателем и «стартапером», который занимается «коммерцией, стратегией и обменом сообщениями». Он не ученый (за Днем галактических клещей не стоят профессиональные ученые), но ему нравится обсуждать большие научные идеи — например, когда человек на Земле стоит очень неподвижно, он или она все еще движется вокруг Солнца со скоростью около 67 000 градусов. миль в час (110 000 километров в час) и вокруг галактики со скоростью, близкой к 514 000 миль в час (828 000 км/ч).
Это удивительный факт, и, по опыту Снайдера, он может привести людей к более глубоким размышлениям о своем месте во вселенной. В свободное время Снайдер работает волонтером в обсерватории Блэк-Рок, группе, которая «привозит метеориты и телескопы на фестивали искусства и науки в Калифорнии», что является одним из мест, где он может обсуждать эти космические идеи с людьми.
«Все эти научные факты, когда вы складываете их вместе и начинаете синтезировать [их], становится очень бодрящим», — сказал Снайдер Space.com. «Ввиду того раздолья и того простора, в котором мы находимся, — а вы можете представить себе Землю бледно-голубой точкой, — когда вы начинаете спускаться по этой линии, вы действительно получаете эти приятные чувства и понимание того, что мы — человеческая семья. . Это планетарное общество. Нравится нам это или нет, мы все в нем вместе. И иметь возможность общаться на таком уровне и видеть, как люди приходят к пониманию, подобному тому, что происходит с помощью научного образования, это действительно потрясающе ».
Расчет галактического тика
Даже при такой ошеломляющей скорости солнцу требуется от 225 до 250 миллионов лет, чтобы совершить полный оборот вокруг центра галактики. (Оценки различаются из-за различных неизвестных, включая точное расстояние от Солнца до галактического центра масс и всегда ли Солнце находилось на одном и том же расстоянии от галактического центра.
)
с оценкой 225 миллионов. Земле примерно 4,5 миллиарда лет, а это значит, что она совершила около 20 полных циклов вокруг галактики.
Чтобы отпраздновать возраст людей, мы должны знать точный день, когда они родились. Поскольку точная дата рождения солнца немного расплывчата, создателям Galactic Tick Day пришлось выбрать какую-то другую конкретную начальную дату, чтобы начать отсчет прохождения галактических лет. (День Нового года, например, используется для обозначения прохождения Земли вокруг Солнца, но по сути это произвольная дата).
Снайдер и его друзья выбрали 2 октября 1608 года, день, когда Ганс Липперши подал патент на первый телескоп.
Этот день был выбран в честь «силы телескопа» в «познании природы вселенной», согласно веб-сайту Galactic Tick.
Если Солнце движется примерно по кругу вокруг центра галактики, то этот круг можно разделить на градусы — каждый круг равен 360 градусам. Каждый градус можно разделить на 60 частей, каждая из которых называется угловой минутой.
Каждую угловую минуту можно разделить на 60 угловых секунд. (Эти единицы также можно использовать для измерения расстояния между объектами на небе). Затем создатели Galactic Tick Day разделили каждую угловую секунду на 100 («угловая санти-секунда»).
Снайдер сказал, что они называют каждую из этих угловых секунд «тиком», что-то вроде такта секундной стрелки на часах. Каждый раз, когда солнце совершает одну сотую угловую секунду по своей орбите вокруг галактического центра, они будут отмечать День галактического тика.
Имея это в виду, солнце проходит одну градусную секунду своей орбиты вокруг галактики каждые 633,7 дня, или 1,73 года, и 29 сентября 2016 года будет 235 -й -й день галактического тика.
Поскольку это происходит каждые 633,7 дня, День галактического тика не будет каждый раз приходиться на один и тот же календарный день. Поклонникам праздника предстоит вычислить, когда должно быть следующее торжество.
Гражданская пропаганда науки
День галактического тика — это великий праздник науки, а также пример того, как социальные сети позволяют практически каждому начать свои собственные проекты по популяризации науки.
Снайдер и его друзья не связаны ни с какими научными организациями; в настоящее время у них нет знаменитостей (ученых или других), которые распространяют свое сообщение. (Снайдер обратился к нескольким научным новостным агентствам, в том числе и к этому, и там было некоторое освещение). Видео на YouTube с описанием праздника набрало несколько тысяч просмотров, а страницей мероприятия в Facebook (местоположение: Земля) поделились несколько сотен человек.
«Это просто идея… Она успешна, если о ней говорят», — сказал Снайдер. «На самом деле я очень удивлен, увидев, насколько люди взволнованы этим. Тот факт, что мы ведем этот разговор, для меня удивительный. Проект. Основателям «Дня матери» понадобилось около двух-трех десятилетий, чтобы добиться этого. И знаете, если в следующие 10-15 лет у этого проекта будет какая-то тяга, я буду считать это успехом».
Снайдер сказал, что он и другие основатели планируют свое собственное мероприятие ко Дню галактического тика в Сан-Франциско, которое будет включать в себя выступления ученых-космонавтов и интерактивные мероприятия, связанные с космосом.
Мероприятие не указано на странице в Facebook, но Снайдер сказал, что любой, кто заинтересован в посещении, должен написать создателям в Facebook.
Примечание редактора : эта статья была исправлена, чтобы показать, что имя Снайдера — Дэвид, а не Даниэль.
Следите за Каллой Кофилд @callacofield . Следуйте за нами @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинал статьи на Space.com .
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Калла Кофилд присоединилась к команде Space.com в октябре 2014 года. Ей нравится писать о черных дырах, взрывающихся звездах, ряби в пространстве-времени, науке в комиксах и обо всех тайнах космоса.
До прихода в Space.com Калла работала писателем-фрилансером, ее работы публиковались в APS News, журнале Symmetry, Scientific American, Nature News, Physics World и других изданиях. С 2010 по 2014 год она была продюсером подкаста Physics Central. Ранее Калла работала в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке (это лучшее офисное здание) и в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии. Калла изучала физику в Массачусетском университете в Амхерсте и родом из Сэнди, штат Юта. В 2018 году Калла покинула Space.com, чтобы присоединиться к медиа-группе Лаборатории реактивного движения НАСА, где она курирует астрономию, физику, экзопланеты и миссию Лаборатории холодного атома. Она побывала под землей на трех крупнейших ускорителях частиц в мире и очень хотела бы знать, что же такое, черт возьми, темная материя. Свяжитесь с Каллой через: Электронная почта – Твиттер
Кривая вращения Млечного Пути
Дополнительное чтение с сайта www.astronomynotes.com
- Получение массы Галактики из кривой вращения
Теперь, когда у нас есть представление о размере, звездном населении и общем понимании Млечного Пути как галактики, давайте рассмотрим еще одно свойство, которое мы можем определить для Млечного Пути: его массу.
В большинстве случаев, когда мы намереваемся вычислить массу астрономического объекта, мы возвращаемся к ньютоновской версии третьего закона Кеплера:
P2 = (4π 2 x a3) / G(m1 + m2)
Солнце вращается вокруг Галактического центра, поэтому, в принципе, если мы можем измерить расстояние Солнца от Галактического центра и период его обращения, это означает мы можем оценить сумму масс Солнца и Галактики (по крайней мере, той части Галактики, которая находится внутри орбиты Солнца). Поскольку мы предполагаем, что масса Галактики намного превышает массу Солнца, мы можем принять значение, которое мы рассчитали, как массу Галактики. Итак, каков ответ? Насколько массивна наша галактика?
Расстояние от Солнца до центра Галактики можно измерить с помощью нескольких различных методов, но это сложное измерение. До сих пор исследователи расходятся во мнениях относительно точного значения, но оно составляет примерно 8 кпк (то есть 8000 парсеков). Есть родственное, но тоже сложное измерение, а именно скорость Солнца относительно центра Галактики.
Она составляет примерно 200 км/сек, что позволяет оценить период обращения Солнца вокруг центра Галактики следующим образом:
- Предположим, что Солнце движется по круговой орбите с радиусом 8000 парсек.
- Рассчитайте длину окружности орбиты Солнца: c = 2πr = (2π)*(8000 пк)*(3,1 x 1013 км/пк) = 1,6 x 1018 км.
- Рассчитайте период орбиты, взяв длину окружности и разделив ее на скорость: P = 1,6 x 1018 км / 200 км/с = 8,0 x 1015 с ≈ 250 миллионов лет.
Если принять большую полуось орбиты Солнца за 8 килопарсек и период обращения за 250 миллионов лет, можно определить, что масса Млечного Пути внутри орбиты Солнца составляет примерно 10 11 солнечных масс, или в 100 миллиардов раз больше массы Солнца.
Теперь сравним и противопоставим движение планет в Солнечной системе и движение звезд в Галактике. То, что мы сделали выше для расчета периода орбиты Солнца, заключалось в использовании уравнения:
Мы можем изменить это уравнение и рассчитать орбитальную скорость для любого объекта, учитывая его период и большую полуось.
Если мы применим это к планетам Солнечной системы, вы обнаружите, что по мере удаления от Солнца орбитальная скорость объекта уменьшается. Ниже приведен двухмерный график, который я создал для орбитальных скоростей планет (и Плутона) в зависимости от их расстояния от Солнца. Каждая точка помечается первой буквой имени объекта (например, V = Венера). Этот тип графика (орбитальная скорость как функция расстояния от центра) упоминается как кривая вращения .
Рисунок 8.16: График орбитальных скоростей планет Солнечной системы, показывающий, как они уменьшаются быстрее, чем линейно, для объектов, более удаленных от Солнца.
Авторы и права: Крис Пальма
Поведение планет Солнечной системы, показанное на этом графике, часто называют кеплеровским вращением . Ясно, что галактика Млечный Путь сложнее, чем Солнечная система. Существует не менее 100 миллиардов объектов, газовых облаков и пыли, и в центре нет ни одной доминирующей массы. Однако астрономы ожидали, что по мере удаления от центра Галактики скорости звезд должны падать подобно кеплеровскому вращению планет Солнечной системы.
Однако астрономы заметили, что существует значительная разница между предсказанной формой кривой вращения Млечного Пути и фактически измеренной. См. изображение ниже.
Рисунок 8.17: Кривая вращения типичной спиральной галактики: предсказанная ( A ) и наблюдаемая ( B ). Расхождение между кривыми приписывается темной материи.
Авторы и права: Википедия
Сплошная линия, обозначенная буквой B, представляет собой схематическую кривую вращения, аналогичную той, что измерена для Млечного Пути. Пунктирная линия, обозначенная буквой A, представляет собой предсказанную кривую вращения, отображающую кеплеровское вращение. Кривая вращения B говорит нам о том, что нашей модели Млечного Пути пока что-то не хватает. Чтобы объекты, находящиеся далеко от центра Галактики, двигались быстрее, чем предполагалось, должна быть значительная дополнительная масса вдали от центра Галактики, оказывающая гравитационное притяжение на эти звезды. Это означает, что Млечный Путь должен включать в себя компонент, который очень массивен и намного больше, чем видимый диск Галактики.