Содержание
Движение Солнечной системы в галактике Млечный путь
Модель Солнечной системы
Любой человек, даже лежа на диване или сидя возле компьютера, находится в постоянном движении. Это непрерывное перемещение в космическом пространстве имеет самые разные направления и огромные скорости. В первую очередь, происходит перемещение Земли вокруг оси. Кроме того, совершается оборот планеты вокруг Солнца. Но и это еще не все. Куда более внушительные расстояния мы преодолеваем вместе с Солнечной системой.
Содержание:
- 1 Расположение Солнечной системы
- 2 Перемещение относительно ближних звезд
- 3 Перемещение относительно видимых звезд
- 4 Перемещение относительно межзвездного пространства
- 5 Перемещение вокруг центра Млечного пути
- 6 Движение Галактики в космическом пространстве
Расположение Солнечной системы
Солнце является одной из звезд, находящихся в плоскости Млечного пути, или просто Галактики. Оно отдалено от центра на 8 кпк, а расстояние от плоскости Галактики составляет 25 пк.
Звездная плотность в нашей области Галактики – примерно 0,12 звезд на 1 пк3. Положение Солнечной системы не является постоянным: она находится в постоянном перемещении относительно ближних звезд, межзвездного газа, и наконец, вокруг центра Млечного пути. Впервые движение Солнечной системы в Галактике было замечено Уильямом Гершелем.
Перемещение относительно ближних звезд
Скорость передвижения Солнца к границе созвездий Геркулеса и Лиры составляет 4 а.с. в год, или 20 км/с. Вектор скорости направлен к так называемому апексу – точке, к которой также направлено движение других близлежащих звезд. Направления скоростей звезд, в т.ч. Солнца, пересекаются в противоположной апексу точке, называемой антиапексом.
Перемещение относительно видимых звезд
Ближайшие окрестности Солнца
Отдельно измеряется передвижение Солнца по отношению к ярким звездам, которые можно увидеть без телескопа. Это — показатель стандартного передвижения Солнца. Скорость такого передвижения составляет 3 а.
е. в год или 15 км/с.
Перемещение относительно межзвездного пространства
По отношению к межзвездному пространству Солнечная система двигается уже быстрее, скорость составляет 22-25 км/с. При этом, под действием «межзвездного ветра», который «дует» из южной области Галактики, апекс смещается в созвездие Змееносец. Сдвиг оценивается примерно в 50.
Анимация движения
Перемещение вокруг центра Млечного пути
Путешествие на край Млечного пути
Движение Галактики в космическом пространстве
Наша Галактика также не стоит на месте, а сближается с галактикой Андромеды со скоростью 100-150 км/с. Группа галактик, в которую входит и Млечный путь, движется к большому скоплению Девы со скоростью 400 км/с. Сложно себе представить, а еще сложнее рассчитать, как далеко мы перемещаемся каждую секунду. Расстояния эти — огромны, а погрешности в таких расчетах пока еще достаточно велики.
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Просмотров записи: 63932
Запись опубликована: 18.01.2014
Автор: Максим Заболоцкий
особенности, направления, траектория и скорость
Вселенная поражает своими размерами и скоростями. Все объекты (звезды, планеты, астероиды, звездная пыль) в ней находятся в постоянном движении. Многие из них имеют схожие траектории движения, так как на них действуют одни и те же законы. Движение Солнечной системы в Галактике имеет свои особенности, которые могут показаться необычными на первый взгляд, хотя оно подчиняется тем же законам, что и другие объекты космоса.
Краткая история астрономии
Раньше люди думали, что Земля плоская и накрыта хрустальным колпаком, а звезды, Солнце и Луна прикреплены к нему. В Древней Греции, благодаря трудам Птолемея и Аристотеля, считали, что Земля имеет форму шара, а все остальные объекты движутся вокруг нее.
Но уже в XVII веке впервые было высказано сомнение относительно того, что Земля — это центр мира. Коперник и Галилео, наблюдая за движением планет, пришли к выводу, что Земля вращается вместе с другими планетами вокруг Солнца.
Современные ученые пошли еще дальше и определили, что и Солнце не является центром и, в свою очередь, вращается вокруг центра галактики Млечный Путь. Но это оказалось не совсем точным. Околоземные орбитальные телескопы показали, что наша Галактика не единственная. В космосе существуют миллиарды галактик и скоплений звезд, облаков космической пыли, и галактика Млечный Путь также двигается относительно них.
Светило
Солнце является главной движущей силой движения Солнечной системы в Галактике. Оно движется по эллиптической, почти идеально круглой окружности, и тянет за собой планеты и астероиды, которые входят в состав системы. Солнце вращается не только вокруг центра галактики Млечный Путь, но и вокруг собственной оси. Его ось смещена в сторону на 67,5 градусов.
Так как оно (при таком наклоне) практически лежит на боку, со стороны кажется, что планеты, входящие в состав Солнечной системы, вращаются в вертикальной, а не в наклонной плоскости. Солнце вращается против часовой стрелки вокруг центра Галактики.
Также оно двигается в вертикальном направлении, периодически (раз в 30 миллионов лет) то опускаясь, то поднимаясь относительно центральной точки. Возможно, такая траектория движения Солнечной системы в Галактике обусловлена тем, что ядро галактики Млечный Путь вращается вокруг собственной оси как волчок — периодически наклоняясь то в одну, то в другую сторону. Солнце только повторяет эти движения, так как по законам физики оно должно двигаться строго по линии экватора центрального тела Галактики, в которой, по предположению ученых, находится гигантская черная дыра. Но вполне возможно, что такая траектория — следствие влияния других крупных объектов.
Скорость движения Солнечной системы в Галактике равна скорости Солнца – около 250 км/с.
Полный оборот вокруг центра она делает за 13,5 млн лет. За всю историю существования галактики Млечный Путь Солнце сделало три полных оборота.
Законы движения
При определении скорости движения Солнечной системы вокруг центра Галактики и планет, входящих в состав этой системы, следует учитывать тот факт, что внутри Солнечной системы действуют законы Ньютона, в частности закон притяжения или гравитации. Но при определении траектории и скорости движения планет вокруг центра Галактики действует еще и закон относительности Эйнштейна. Поэтому скорость Солнечной системы равна скорости обращения Солнца, так как около 98 % от всей массы системы находится в нем.
Его движение в Галактике подчиняется второму закону Кеплера. Точно так же этому закону подчиняются планеты Солнечной системы. Согласно ему, все они двигаются в одной плоскости вокруг центра Солнца.
К центру или от него?
Помимо того, что все звезды и планеты двигаются вокруг центра Галактики, они также двигаются в других направлениях.
Ученые давно определили, что галактика Млечный Путь расширяется, но происходит это медленнее, чем должно быть. Такое расхождение было выявлено путем компьютерного моделирования. Расхождение долгое время вызывало недоумение у астрономов, пока не было доказано существование черной материи, которая и не дает галактике Млечный Путь распасться. Но движение в сторону от центра продолжается. То есть Солнечная система движется не только по круговой орбите, но и смещается в противоположную сторону от центра.
Движение в бесконечном пространстве
Наша Галактика также движется в пространстве. Ученые выяснили, что она движется в направлении туманности Андромеды и через несколько миллиардов лет столкнется с ней. Вместе с тем движение Солнечной системы в Галактике происходит в том же направлении, так как она является частью Млечного Пути, со скоростью 552 км/с. Причем ее скорость движения к туманности Андромеды значительно выше, чем скорость обращения вокруг центра Галактики.
Почему Солнечная система не распадается
Космическое пространство не является пустотой.
Все пространство вокруг звезд и планет наполнено космической пылью или темной материей, которая окружает все галактики. Большие скопления космической пыли называют облаками и туманностями. Часто облака космической пыли окружают крупные объекты – звезды и планеты.
Солнечная система окружена такими облаками. Они создают эффект упругого тела, что придает ей больше прочности. Другим фактором, не дающим распасться Солнечной системе, является сильное гравитационное взаимодействие между Солнцем и планетами, а также большое расстояние до ближайших к нему звезд. Так, самая близкая к Солнцу звезда Сириус находится на расстоянии около 10 млн световых лет. Чтобы было понятно, насколько это далеко, достаточно сравнить расстояние от светила до планет, входящих в состав Солнечной системы. Например, расстояние от него до Земли составляет 8,6 световых минут. Поэтому взаимодействие Солнца и других объектов внутри Солнечной системы значительно сильнее, чем других звезд.
Как движутся планеты во Вселенной
Планеты движутся в Солнечной системе в двух направлениях: вокруг Солнца и вместе с ним вокруг центра Галактики.
Все объекты, входящие в состав этой системы, движутся в двух плоскостях: по линии экватора и вокруг центра Млечного Пути, повторяя все движения светила, включая те, которые происходят в вертикальной плоскости. При этом они движутся под углом 60 градусов относительно центра Галактики. Если смотреть на то, как двигаются планеты и астероиды Солнечной системы, то их движение является спиралевидным. Планеты движутся за Солнцем и вокруг него. Спираль из планет и астероидов каждые 30 млн лет поднимается вверх вместе со светилом и так же плавно опускается.
Движение планет внутри Солнечной системы
Для того чтобы картина движения системы в Галактике приобрела законченный вид, следует также рассмотреть то, с какой скоростью и по какой орбите двигаются планеты вокруг Солнца. Все планеты двигаются против часовой стрелки, также они вращаются вокруг собственной оси против часовой стрелки, за исключением Венеры. Многие имеют несколько спутников и кольца. Чем дальше планета от Солнца, тем более вытянутую орбиту она имеет.
Например, карликовая планета Плутон имеет настолько вытянутую орбиту, что при прохождении перигелия проходит ближе к нему, чем Уран. Планеты имеют следующие скорости обращения вокруг Солнца:
- Меркурий – 47,36 км/с;
- Венера – 35,02 км/с;
- Земля – 29,02 км/с;
- Марс – 24,13 км/с;
- Юпитер – 13,07 км/с;
- Сатурн – 9,69 км/с;
- Уран – 6,81 км/с;
- Нептун – 5,43 км/с.
Очевидна закономерность: чем дальше планета от светила, тем меньше скорость ее движения и длиннее путь. Исходя из этого, спираль движения Солнечной системы имеет самую большую скорость около центра и самую низкую на окраине. До 2006 года крайней планетой считался Плутон (скорость движения 4,67 км/с), но с изменением классификации он был отнесен к категории крупных астероидов – карликовых планет.
Планеты движутся неравномерно, по вытянутым орбитам. Скорость их движения зависит от того, в какой точке находится та или иная планета. Так, в точке перигелия линейная скорость движения выше, чем в афелии.
Перигелий – это самая дальняя точка на эллиптической траектории планеты от Солнца, афелий – самая близкая к нему. Поэтому скорость может незначительно меняться.
Вывод
Земля – это одна из миллиардов песчинок, блуждающих в бесконечном пространстве. Но ее движение не хаотично, оно подчинено определенным законам движения Солнечной системы. Главными силами, которые влияют на ее движение, является гравитация. На нее действуют силы двух объектов – Солнца как ближайшей к ней звезды и центра Галактики, так как Солнечная система, в которую входит планета, вращается вокруг него. Если сравнивать скорость ее движения во Вселенной, то она вместе с остальными звездами и планетами движется в направлении туманности Андромеды со скоростью 552 км/с.
Как долго вращаться вокруг центра Млечного Пути? | Основы астрономии
Основы астрономииКосмос
Автор:
28 ноября 2016 г.
Наше Солнце расположено примерно в двух третях расстояния от центра Млечного Пути.
Иллюстрация через Калифорнийский технологический институт.
Планеты нашей Солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Один оборот вокруг Земли занимает один год. Тем временем вся наша солнечная система — наше солнце с его семейством планет, луна, астероид и кометы — вращается вокруг центра галактики Млечный Путь. Наше Солнце и Солнечная система движутся по этой огромной орбите со скоростью примерно 500 000 миль в час (800 000 км/ч). Итак, в 9Например, за 0 секунд мы все перемещаемся примерно на 12 500 миль (20 000 км) по орбите вокруг центра галактики.
Наша галактика Млечный Путь очень большая. Даже при такой невероятной скорости солнцу требуется примерно 225-250 миллионов лет, чтобы совершить одно путешествие вокруг центра галактики.
Это количество времени — время, которое требуется нам для обращения вокруг центра галактики — иногда называют космическим годом .
См. ряд оценок продолжительности космического года здесь.
Представление художника о Солнечной системе на фоне галактики Млечный Путь.
Кстати, в прошлом, когда мы говорили на эту тему, люди отмечали разницу между словами повернуть и повернуть . Слово вращаться означает вращаться вокруг другого тела . Земля вращается (или вращается по орбите) вокруг Солнца. Солнце вращается вокруг центра галактики Млечный Путь.
С другой стороны, повернуть означает для вращения по оси . Земля вращается каждые 24 часа. Солнце вращается, но не с одной скоростью по всей своей поверхности. Движение солнечных пятен указывает на то, что Солнце совершает один оборот за 27 дней на экваторе, но только один раз за 31 день на полюсах.
А как насчет галактики Млечный Путь? Да, можно сказать, что вся галактика вращается, но, как и наше Солнце, галактика вращается с разной скоростью по мере того, как вы удаляетесь от ее центра. На расстоянии нашего Солнца от центра Млечного Пути оно совершает один оборот примерно каждые 225–250 миллионов лет, что определяется продолжительностью обращения Солнца по орбите вокруг центра галактики.
Иллюстрация вращающейся галактики, где разные части галактики вращаются вокруг центра с разной скоростью. Ученые называют это «дифференциальным вращением». Звезды ближе к центру вращаются вокруг центра быстрее, чем те, что дальше. Эта диаграмма взята из «Астрономических заметок» Ника Стробеля. Посетите его сайт www.astronomynotes.com, чтобы узнать об обновлениях и дополнительной информации.
Вывод: планеты нашей Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, а Солнце вращается вокруг центра галактики Млечный Путь. Нам требуется около 225-250 миллионов лет, чтобы один раз обернуться вокруг центра галактики. Этот отрезок времени называется космический год .
Редакторы EarthSky
Просмотр статей
Об авторе:
Команда EarthSky с удовольствием приносит вам ежедневные новости о космосе и мире. Мы любим ваши фотографии и приветствуем ваши советы новостей. Земля, Космос, Мир людей, Сегодня вечером.
Определение нашего движения по Галактике
Хотя мы не замечаем этого с нашей точки зрения, мы мчимся через пространство с головокружительной скоростью, и одним из факторов, влияющих на наше общее движение во Вселенной, является вращение Солнца вокруг центр нашей галактики. В недавнем исследовании используется необычный подход к измерению скорости этого вращения.
Движение, сидя на месте
Мы знаем, что Солнце быстро движется вокруг центра Млечного Пути — наша орбитальная скорость составляет где-то около 250 км/с или ~560 000 миль в час! Получение точного измерения этой скорости полезно, потому что мы можем объединить его с наблюдаемым собственным движением Sgr A*, черной дыры в центре нашей галактики, чтобы определить расстояние от нас до центра Млечного Пути. Это важная основа для множества других измерений.
Пример орбит частиц, смоделированных в пределах галактического потенциала. Верхняя панель представляет собой звезду с нулевым угловым моментом, которая выбрасывается на хаотическую орбиту после взаимодействия с ядром галактики.
[Хант и др. 2016]
Но как точно измерить скорость вращения Солнца ? Группа ученых во главе с Джейсоном Хантом (Институт Данлэпа при Университете Торонто, Канада) предложила уникальный подход к определению этого значения: искать пропавшие звезды в окрестностях Солнца.
Пропавшие звезды
Звезды вокруг нас должны демонстрировать распределение скоростей, описывающее их орбиты вокруг галактического центра, но звезды с нулевым угловым моментом должны были давным-давно погрузиться прямо в галактический центр. Эти звезды были бы разбросаны по хаотическим гало-орбитам после своего погружения, что привело бы к нехватке звезд с нулевым угловым моментом вокруг нас сегодня.
Глядя на относительные скорости звезд, движущихся вокруг нас, мы должны увидеть провал в распределении скоростей, соответствующий отсутствующим звездам с нулевым угловым моментом. Отмечая относительную скорость, с которой происходит это падение, мы ловко обнаруживаем отрицательное значение наше движение вокруг галактического центра.
Распределение скоростей звезд в пределах 700 пк от Солнца. Провал в распределении (отмечен стрелкой) заметен между –210 и –270 км/с. [Хант и др. 2016]
Где мы и как быстро мы идем?
Хант и его сотрудники используют комбинацию первого выпуска данных миссии Gaia ЕКА и звездного каталога из Эксперимента радиальной скорости для изучения движения в общей сложности более 200 000 звезд в окрестностях Солнца. Они обнаруживают, что звезд диска со скоростями, близкими к нулевому угловому моменту, действительно не хватает. Затем они сравнивают смоделированные звездные орбиты с данными, чтобы оценить относительную скорость, при которой происходит провал в распределении скоростей.
Из этой информации авторы получают измерение скорости вращения Солнца вокруг галактического центра, равное 239±9 км/с. Они объединяют это значение с измерением собственного движения Sgr A* для расчета расстояния до галактического центра: 7,9 ± 0,3 кпк (или около 26 000 световых лет).