Как движется солнечная система в космосе. Как движется солнечная система

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.

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

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.

Перемещение вокруг центра Млечного пути

Солнечная система находится в движении относительно центра нашей Галактики. Она перемещается по направлению к созвездию Лебедя. Скорость составляет около 40 а.е. в год, или 200 км/с. Для полного оборота необходимо 220 млн. лет. Точную скорость определить невозможно, ведь апекс (центр Галактики) скрыт от нас за плотными облаками межзвездной пыли. Апекс смещается на 1,5° каждый миллион лет, и совершает полный круг за 250 млн. лет, или за 1 «галактический год.

Наверняка, многие из вас видели гифку или смотрели видео, показывающее движение Солнечной системы.

Ролик , вышедший в 2012 году, стал вирусным и наделал много шума. Мне он попался вскоре после его появления, когда я знал о космосе гораздо меньше, чем сейчас. И больше всего меня смутила перпендикулярность плоскости орбит планет направлению движения. Не то, чтобы это было невозможно, но Солнечная система может двигаться под любым углом к плоскости Галактики. Вы спросите, зачем вспоминать давно забытые истории? Дело в том, что именно сейчас, при желании и наличии хорошей погоды, каждый может увидеть на небе настоящий угол между плоскостями эклиптики и Галактики.

Проверяем ученых

Астрономия говорит, что угол между плоскостями эклиптики и Галактики составляет 63°.

Но сама по себе цифра скучна, да и сейчас, когда на обочине науки адепты плоской Земли, хочется иметь простую и наглядную иллюстрацию. Давайте подумаем, как мы можем увидеть плоскости Галактики и эклиптики на небе, желательно невооруженным взглядом и не отдаляясь далеко от города? Плоскость Галактики - это Млечный путь, но сейчас, с изобилием светового загрязнения, увидеть его не так просто. Есть ли какая-то линия, примерно близкая к плоскости Галактики? Есть - это созвездие Лебедя. Оно хорошо видно даже в городе, а найти его просто, опираясь на яркие звезды: Денеб (альфа Лебедя), Вегу (альфа Лиры) и Альтаир (альфа Орла). "Туловище" Лебедя примерно совпадает с галактической плоскостью.

Хорошо, одна плоскость у нас есть. Но как получить наглядную линию эклиптики? Давайте подумаем, что такое вообще эклиптика? По современному строгому определению эклиптика - это сечение небесной сферы плоскостью орбиты барицентра (центра массы) Земля-Луна. По эклиптике в среднем движется Солнце, но у нас нет двух Солнц, по которым удобно построить линию, да и созвездие Лебедя при солнечном свете не будет видно. Но если вспомнить, что планеты Солнечной системы тоже движутся приблизительно в той же плоскости, то, получается, что парад планет как раз примерно покажет нам плоскость эклиптики. И сейчас в утреннем небе как раз можно наблюдать Марс, Юпитер и Сатурн.

В результате, в ближайшие недели утром до восхода Солнца можно будет очень наглядно видеть вот такую картину:

Которая, как это ни удивительно, прекрасно согласуется с учебниками астрономии.

А гифку правильнее рисовать так:

Источник: сайт астронома Rhys Taylor rhysy.net

Вопрос может вызвать взаимное положение плоскостей. Летим ли мы <-/ или же <-\ (если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс вверху)? Астрономия говорит, что Солнечная система движется относительно ближайших звезд в направлении созвездия Геркулеса, в точку, расположенную недалеко от Веги и Альбирео (бета Лебедя), то есть правильное положение <-/.

Но этот факт, увы, "на пальцах" не проверить, потому что, пусть и сделали это двести тридцать пять лет назад, но использовали результаты многолетних астрономических наблюдений и математику.

Разбегающиеся звезды

Как вообще можно определить, куда движется Солнечная система относительно близких звезд? Если мы можем на протяжении десятков лет фиксировать перемещение звезды по небесной сфере, то направление движения нескольких звезд скажет нам, куда мы движемся относительно них. Назовем точку, в которую мы движемся, апексом. Звезды, которые находятся недалеко от него, а также от противоположной точки (антиапекса), будут двигаться слабо, потому что они летят на нас или от нас. А чем дальше звезда находится от апекса и антиапекса, тем больше будет ее собственное движение. Представьте, что вы едете по дороге. Светофоры на перекрестках впереди и позади не будут сильно смещаться в стороны. А вот фонарные столбы вдоль дороги так и будут мелькать (иметь большое собственное движение) за окном.

На гифке показано перемещение звезды Барнарда, имеющей самое большое собственное движение. Уже в 18 веке у астрономов появились записи положения звезд на промежутке в 40-50 лет, которые позволили определить направление движения более медленных звезд. Тогда английский астроном Уильям Гершель взял звездные каталоги и, не подходя к телескопу, стал вычислять. Уже первые расчеты по каталогу Майера показали, что звезды движутся не хаотично, и апекс можно определить.

Источник: Hoskin, M. Herschel"s Determination of the Solar Apex, Journal for the History of Astronomy, Vol. 11, P. 153, 1980

А с данными каталога Лаланда область удалось серьезно уменьшить.

Оттуда же

Дальше пошла нормальная научная работа - уточнение данных, расчеты, споры, но Гершель использовал правильный принцип и ошибся всего на десять градусов. Информацию собирают до сих пор, например, всего тридцать лет назад скорость движения уменьшили с 20 до 13 км/с. Важно: эту скорость нельзя путать со скоростью солнечной системы и других ближайших звезд относительно центра Галактики, которая равна примерно 220 км/с.

Еще дальше

Ну и, раз мы упомянули скорость движения относительно центра Галактики, необходимо разобраться и тут. Галактический северный полюс выбран так же, как и земной - произвольно по соглашению. Он находится недалеко от звезды Арктур (альфа Волопаса), примерно вверх по направлению крыла созвездия Лебедя. А в целом проекция созвездий на карту Галактики выглядит так:

Т.е. Солнечная система движется относительно центра Галактики в направлении созвездия Лебедя, а относительно местных звезд в направлении созвездия Геркулеса, под углом 63° к галактической плоскости, <-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

Космический хвост

А вот сравнение Солнечной системы с кометой в видео совершенно корректно. Аппарат NASA IBEX был специально создан для определения взаимодействия границы Солнечной системы и межзвездного пространства. И по его данным хвост есть.

Иллюстрация NASA

Для других звезд мы можем видеть астросферы (пузыри звездного ветра) непосредственно.

Фото NASA

Позитив напоследок

Завершая разговор, стоит отметить очень позитивную историю. Создавший в 2012 году исходное видео DJSadhu первоначально продвигал что-то ненаучное. Но, благодаря вирусному распространению клипа, он пообщался с настоящими астрономами (астрофизик Rhys Tailor очень позитивно отзывается о диалоге) и, спустя три года, сделал новый, гораздо более соответствующий реальности ролик без антинаучных построений.

Наверняка, многие из вас видели гифку или смотрели видео, показывающее движение Солнечной системы.

Проверяем ученых

Астрономия говорит, что угол между плоскостями эклиптики и Галактики составляет 63°.

Но сама по себе цифра скучна, да и сейчас, когда на обочине науки адепты плоской Земли, хочется иметь простую и наглядную иллюстрацию. Давайте подумаем, как мы можем увидеть плоскости Галактики и эклиптики на небе, желательно невооруженным взглядом и не отдаляясь далеко от города? Плоскость Галактики - это Млечный путь, но сейчас, с изобилием светового загрязнения, увидеть его не так просто. Есть ли какая-то линия, примерно близкая к плоскости Галактики? Есть - это созвездие Лебедя. Оно хорошо видно даже в городе, а найти его просто, опираясь на яркие звезды: Денеб (альфа Лебедя), Вегу (альфа Лиры) и Альтаир (альфа Орла). «Туловище» Лебедя примерно совпадает с галактической плоскостью.

Хорошо, одна плоскость у нас есть. Но как получить наглядную линию эклиптики? Давайте подумаем, что такое вообще эклиптика? По современному строгому определению эклиптика - это сечение небесной сферы плоскостью орбиты барицентра (центра массы) Земля-Луна. По эклиптике в среднем движется Солнце, но у нас нет двух Солнц, по которым удобно построить линию, да и созвездие Лебедя при солнечном свете не будет видно. Но если вспомнить, что планеты Солнечной системы тоже движутся приблизительно в той же плоскости, то, получается, что парад планет как раз примерно покажет нам плоскость эклиптики. И сейчас в утреннем небе как раз можно наблюдать Марс, Юпитер и Сатурн.

В результате, в ближайшие недели утром до восхода Солнца можно будет очень наглядно видеть вот такую картину:

Которая, как это ни удивительно, прекрасно согласуется с учебниками астрономии.

А гифку правильнее рисовать так:

Вопрос может вызвать взаимное положение плоскостей. Летим ли мы <-/ или же <-\ (если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс вверху)? Астрономия говорит, что Солнечная система движется относительно ближайших звезд в направлении созвездия Геркулеса, в точку, расположенную недалеко от Веги и Альбирео (бета Лебедя), то есть правильное положение <-/.

Но этот факт, увы, «на пальцах» не проверить, потому что, пусть и сделали это двести тридцать пять лет назад, но использовали результаты многолетних астрономических наблюдений и математику.

Разбегающиеся звезды

Как вообще можно определить, куда движется Солнечная система относительно близких звезд? Если мы можем на протяжении десятков лет фиксировать перемещение звезды по небесной сфере, то направление движения нескольких звезд скажет нам, куда мы движемся относительно них. Назовем точку, в которую мы движемся, апексом. Звезды, которые находятся недалеко от него, а также от противоположной точки (антиапекса), будут двигаться слабо, потому что они летят на нас или от нас. А чем дальше звезда находится от апекса и антиапекса, тем больше будет ее собственное движение. Представьте, что вы едете по дороге. Светофоры на перекрестках впереди и позади не будут сильно смещаться в стороны. А вот фонарные столбы вдоль дороги так и будут мелькать (иметь большое собственное движение) за окном.

На гифке показано перемещение звезды Барнарда, имеющей самое большое собственное движение. Уже в 18 веке у астрономов появились записи положения звезд на промежутке в 40-50 лет, которые позволили определить направление движения более медленных звезд. Тогда английский астроном Уильям Гершель взял звездные каталоги и, не подходя к телескопу, стал вычислять. Уже первые расчеты по каталогу Майера показали, что звезды движутся не хаотично, и апекс можно определить.

Источник: Hoskin, M. Herschel"s Determination of the Solar Apex, Journal for the History of Astronomy, Vol. 11, P. 153, 1980

А с данными каталога Лаланда область удалось серьезно уменьшить.

Оттуда же

Дальше пошла нормальная научная работа - уточнение данных, расчеты, споры, но Гершель использовал правильный принцип и ошибся всего на десять градусов. Информацию собирают до сих пор, например, всего тридцать лет назад скорость движения уменьшили с 20 до 13 км/с. Важно: эту скорость нельзя путать со скоростью солнечной системы и других ближайших звезд относительно центра Галактики, которая равна примерно 220 км/с.

Еще дальше

Ну и, раз мы упомянули скорость движения относительно центра Галактики, необходимо разобраться и тут. Галактический северный полюс выбран так же, как и земной - произвольно по соглашению. Он находится недалеко от звезды Арктур (альфа Волопаса), примерно вверх по направлению крыла созвездия Лебедя. А в целом проекция созвездий на карту Галактики выглядит так:

Т.е. Солнечная система движется относительно центра Галактики в направлении созвездия Лебедя, а относительно местных звезд в направлении созвездия Геркулеса, под углом 63° к галактической плоскости, <-/, если смотреть с внешней стороны Галактики, северный полюс сверху.

Космический хвост

А вот сравнение Солнечной системы с кометой в видео совершенно корректно. Аппарат NASA IBEX был специально создан для определения взаимодействия границы Солнечной системы и межзвездного пространства. И по его хвост есть.

Иллюстрация NASA

Для других звезд мы можем видеть астросферы (пузыри звездного ветра) непосредственно.

Фото NASA

Позитив напоследок

Завершая разговор, стоит отметить очень позитивную историю. Создавший в 2012 году исходное видео DJSadhu первоначально продвигал что-то ненаучное. Но, благодаря вирусному распространению клипа, он пообщался с настоящими астрономами (астрофизик Rhys Tailor очень позитивно о диалоге) и, спустя три года, сделал новый, гораздо более соответствующий реальности ролик без антинаучных построений.

https://geektimes.ru/post/298077

Земля вместе с планетами крутится вокруг солнца и это знают почти все люди на Земле. Про то, что Солнце при этом вертится вокруг центра нашей галактики "Млечный путь", знает уже гораздо меньшее число жителей планеты. Но и это не все. Наша галактика при этом вертится вокруг центра вселенной. Давайте узнаем про это и посмотрим интересные видео-кадры.

Оказывается, Солнечная система движется вся целиком вместе с Солнцем через местное межзвёздное облако (неизменяемая плоскость остается параллельной самой себе) со скоростью 25 км/с. Движение это направлено почти перпендикулярно к неизменяемой плоскости.

Быть может, здесь нужно искать объяснения подмеченных различий в строении северного и южного полушарий Солнца, полос и пятен обоих полушарий Юпитера. Во всяком случае, это движение определяет возможные встречи Солнечной системы с веществом, рассеянным в том или другом виде в межзвёздном пространстве. Действительное движение планет в пространстве происходит по вытянутым винтовым линиям (так, «ход» винта орбиты Юпитера в 12 раз больше её диаметра).

За 226 млн лет (галактический год) Солнечная система делает полный оборот вокруг центра галактики, двигаясь по почти круговой траектории со скоростью 220 км/с.

Наше Солнце входит в состав огромной звездной системы, которая называется Галактикой (еще ее называют Млечный Путь). Наша Галактика имеет форму диска, похожего на две сложенные краями тарелки. В центре его находится округлое ядро Галактики.

Наша Галактика - вид сбоку

Если посмотреть на нашу Галактику сверху, то она выглядит, как спираль, в которой звездное вещество сосредоточено, в основном, в ее ветвях, называемых галактическими рукавами. Рукава находятся в плоскости диска Галактики.

Наша Галактика - вид сверху

Наша Галактика содержит более 100 миллиардов звезд. Диаметр диска Галактики - около 30 тысяч парсек (100 000 световых лет), а толщина - около 1000 световых лет.

Звезды внутри диска движутся по круговым траекториям вокруг центра Галактики, подобно тому, как планеты в Солнечной системе обращаются вокруг Солнца. Вращение Галактики происходит по часовой стрелке, если смотреть на Галактику со стороны ее северного полюса (находящегося в созвездии Волосы Вероники). Скорость вращения диска не одинакова на различных расстояниях от центра: она убывает по мере удаления от него.

Чем ближе к центру Галактики - тем выше плотность звезд. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимых с Луной.

Однако Солнце находится очень далеко от центра Галактики, можно сказать - на ее окраине, на расстоянии около 26 тыс. световых лет (8,5 тысяч парсек), вблизи плоскости галактики. Оно расположено в рукаве Ориона, соединенном с двумя более крупными рукавами - внутренним рукавом Стрельца и внешним Рукавом Персея.

Солнце движется со скоростью около 220-250 километров в секунду вокруг центра Галактики и делает полный оборот вокруг ее центра, по разным оценкам, за 220-250 миллионов лет. За время своего существования Период обращения Солнца вместе с окрестными звездами около центра нашей звездной системы называют галактическим годом. Но нужно понимать, что общего периода для Галактики нет, так как она вращается не как твердое тело. Солнце за время своего существования облетело Галактику примерно 30 раз.

Обращение Солнца вокруг центра Галактики носит колебательный характер: каждые 33 миллиона лет оно пересекает галактический экватор, затем поднимается над его плоскостью на высоту в 230 световых лет и снова опускается вниз, к экватору.

Интересно, что Солнце делает полный оборот вокруг центра Галактики в точности за то же время, что и спиральные рукава. В результате Солнце не пересекает области активного звездообразования, в которых часто вспыхивают сверхновые - источники губительного для жизни излучения. То есть оно находится в секторе Галактики, максимально благоприятном для зарождения и поддержания жизни.

Солнечная система движется сквозь межзвездную среду нашей Галактики значительно медленнее, чем считалось ранее, и на ее передней границе не формируется ударная волна. Это установили астрономы, анализировавшие данные, собранные зондом IBEX, передаетРИА «Новости» .

«Можно сказать почти определенно, что перед гелиосферой (пузырем, ограничивающим Солнечную систему от межзвездной среды) нет ударной волны, и что ее взаимодействие с межзвездной средой значительно слабее и больше зависит от магнитных полей, чем считалось раньше», - пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Science.
Исследовательский космический аппарат NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer), запущенный в июне 2008 года, предназначен для исследования границы Солнечной системы и межзвездного пространства - гелиосферы, расположенной на расстоянии примерно 16 миллиардов километров от Солнца.

На этом расстоянии поток заряженных частиц солнечного ветра и сила магнитного поля Солнца ослабевают настолько, что больше не могут преодолеть давление разряженного межзвездного вещества и ионизованного газа. В результате образуется «пузырь» гелиосферы, внутри заполненный солнечным ветром, а снаружи окруженный межзвездным газом.

Магнитное поле Солнца отклоняет траекторию заряженных межзвездных частиц, но никак не влияет на нейтральные атомы водорода, кислорода и гелия, которые свободно проникают в центральные области Солнечной системы. Детекторы спутника IBEX «ловят» такие нейтральные атомы. Их изучение позволяет астрономам делать выводы об особенностях пограничной зоны Солнечной системы.

Группа ученых из США, Германии, Польши и России представила новый анализ данных спутника IBEX, согласно которым скорость движения Солнечной системы оказалась ниже, чем считалось ранее. При этом, как свидетельствуют новые данные, в передней части гелиосферы не возникает ударная волна.

«Звуковой удар, который возникает, когда реактивный самолет преодолевает звуковой барьер, может служить земным примером для ударной волны. Когда самолет достигает сверхзвуковой скорости, воздух перед ним не может уйти с его пути достаточно быстро, в результате возникает ударная волна», - поясняет ведущий автор исследования Дэвид Маккомас (David McComas), слова которого приводятся в пресс-релизе Юго-Западного исследовательского института (США).

Около четверти века ученые считали, что гелиосфера двигается сквозь межзвездное пространство со скоростью достаточно высокой, чтобы перед ней формировалась такая ударная волна. Однако новые данные IBEX показали, что на самом деле Солнечная система движется сквозь местное облако межзвездного газа с скоростью 23,25 километра в секунду, что на 3,13 километра в секунду меньше, чем считалось ранее. И эта скорость ниже того предела, при котором возникает ударная волна.

«Хотя ударная волна существует перед пузырями, окружающими многие другие звезды, мы выяснили, что взаимодействие нашего Солнца с окружающей средой не достигает того порога, при котором образуется ударная волна», - сказал Маккомас.

Ранее зонд IBEX занимался картографированием границы гелиосферы и обнаружил на гелиосфере загадочную полосу с повышенными потоками энергичных частиц, которая опоясывал «пузырь» гелиосферы. Также с помощью IBEX установили, что скорость движения Солнечной системы за последние 15 лет по необъяснимым причинам снизилась более чем на 10%.

Вселенная крутится, как юла. Астрономы обнаружили следы вращения мироздания.

До сих пор большинство исследователей склонялось к мнению, что наше мироздание статично. Или если и движется, то чуть-чуть. Каково же было удивление команды ученых из Мичиганского университета (США) во главе с профессором Майклом Лонго, когда они обнаружили в космосе явные следы вращения нашего мироздания. Выходит, с самого начала, еще при Большом взрыве, когда только рождалась Вселенная, она уже вращалась. Как будто кто-то запустил ее, как юлу. И она до сих пор крутится-вертится.

Исследования велись в рамках международного проекта «Цифровой обзор неба Слоана» (Sloan Digital Sky Survey). И этот феномен ученые обнаружили, каталогизировав направление вращения около 16 000 спиральных галактик со стороны северного полюса Млечного Пути. Вначале ученые пытались найти доказательства того, что Вселенная обладает свойствами зеркальной симметрии. В таком случае, рассуждали они, количество галактик, которые вращаются по часовой стрелке, и тех, что «закручены» в противоположном направлении, было бы одинаковым, сообщает pravda.ru.

Но оказалось, что по направлению к северному полюсу Млечного пути среди спиральных галактик преобладает вращение против часовой стрелки, то есть они ориентированы в правую сторону. Эта тенденция просматривается даже на расстоянии более 600 миллионов световых лет.

Нарушение симметрии небольшое, всего около семи процентов, но вероятность того, что это такая космическая случайность - где-то около одной миллионной, - прокомментировал профессор Лонго. - Полученные нами результаты очень важны, поскольку они, похоже, противоречат практически всеобщему представлению о том, что если взять достаточно большой масштаб, то Вселенная будет изотропной, то есть не будет иметь выраженного направления.

По словам специалистов, симметричная и изотропная Вселенная должна была возникнуть из сферически симметричного взрыва, который по форме должен был напоминать баскетбольный мяч. Однако, если бы при рождении Вселенная вращалась вокруг своей оси в определенном направлении, то галактики сохранили бы это направление вращения. Но, раз они вращаются в разных направлениях, следовательно, и Большой взрыв имел разностороннюю направленность. Тем не менее, скорее всего, Вселенная до сих пор продолжает вращаться.

В общем-то, астрофизики и раньше догадывались о нарушении симметрии и изотропности. Их догадки были основаны на наблюдениях других гигантских аномалий. К ним относятся следы космических струн - невероятно протяженные дефекты пространства-времени нулевой толщины, гипотетически родившиеся в первые мгновения после Большого взрыва. Появлении «синяков» на теле Вселенной - так называемых отпечатков от прошлых ее столкновений с другими вселенными. А также движение «Темного потока» - огромных размеров поток галактических кластеров, несущихся на огромной скорости в одном направлении.

Главная > Документ

Движение звезд и солнечной системы

Георгий А. Хохлов

Россия, Санкт-Петербург

Март 14, 2009

Ещё итальянский философ Дж. Бруно (1548-1600), отож-дествляя физическую природу Солнца и звёзд, утверждал, что все они движутся в беспре-дельном пространстве. Вслед-ствие этого движения видимые положения звезд на небе посте-пенно изменяются. Однако из-за колоссального удаления звезд эти изменения настолько малы, что даже у наиболее близких звезд могут быть обна-ружены невооруженным глазом лишь через тысячи и десятки тысяч лет. Но, как известно, такими возможностями ни один человек не обладает. Поэтому единственный способ обнару-жения смещения звезд на не-бе - это сравнение их видимых положений, разделенных боль-шими интервалами времени. Впервые такое сравнение положений ярких звезд провел в 1718 г. английский астроном Э. Галлей по двум звездным каталогам (спискам звёзд). Первый каталог был составлен еще во второй половине II в. до н. э. выдающимся древнегреческим астрономом Гиппархом Родосским (этот каталог содержится в знаме-нитом «Большом сочинении» александрийского астронома К- Птолемея, созданном им около 140 г. н. э. и более известном в латинском пере-воде под названием «Альма-гест») . Второй каталог был составлен в 1676-1710 гг. директором Гринвичской обсер-ватории Дж. Флемстидом (1646-1719). Галлей установил, что почти за 2000 лет, разделяющих оба каталога, звезды Сириус (а Большого Пса) и Процион (а Малого Пса) сместились примерно на 0,7°, а Арктур (а Волопаса) более чем на 1°. Такие большие смещения, пре-вышающие видимый диаметр Луны (0,5°), не оставляли сомнения в пространственном движении звезд. В настоящее время соб-ственные движения звезд изу-чаются по фотографиям звезд-ного неба, полученным с ин-тервалом времени в несколько десятков лет, начало и конец которого именуются эпохами наблюдений. Полученные не-гативы совмещают, т.е. накладывают друг на друга, и тогда на них сразу выявляются сместившиеся звезды. Эти сме-щения измеряют с точностью до 1 мкм и по масштабу негатива переводят в угловые секунды. Хотя наблюдения проводят с Земли, но в конечном итоге всегда вычисляют простран-ственную скорость звёзд отно-сительно Солнца. Пусть в не-который день года t1 (первая эпоха наблюдений) звезда N 1 видна на небе в точке n 1 . Она находится от Солнца на расстоянии r и движется от-носительно него в пространстве со скоростью V (см. рисунок). Проекция пространственной скорости V на луч зрения r представляет собой лучевую скорость V r звезды, а перпен-дикулярная к ней проекция Vt называется тангенциальной скоростью. Через несколько де-сятков лет, ко второй эпохе наблюдений t 2 , звезда пере-местится в пространстве в точку N 2 и будет видна на небе в точке n 2 , т. е. за разность эпох (t 2 -t 1 ) звезда сместится по небу на дугу n 1 n 2 , видимую с Земли под малым углом σ, который из-меряется на совмещённых не-гативах. Из-за колоссального удаления звёзд точно такое же смещение σ будет и относи-тельно Солнца. Видимое смещение звезды на небе за 1 год

Называется собственным дви-жением звезды и выражается в угловых секундах в год ("/год). (В программах-планетариях, астрономических календа-рях и справочниках указыва-ются только угловые секунды дуги, а единица знаменателя подразу-мевается, о чём нужно твёрдо помнить.) За разность эпох наблю-дений (t 2 -t 1 ) звезда в направ-лении тангенциальной скорости пройдёт в пространстве путь

s = V t (t 2 -t 1 ) = r tgσ. (2)

Из-за малости угла σ , выра-жаемого в угловых секундах,

Тогда с учётом формулы (1)

Но расстояния r до звёзд выражают в парсеках (пк), a µ- в угловых секундах в год ("/год). Нам необходимо знать V t , в километрах в секунду (км/с). Помня, что 1 пк = = 206265 а. е. =206 265 1,49610 8 км, а 1 год содер-жит 3,15610 7 с, найдём

Vt = 2062651,49610 7 км r

Vt = 4.74 µ r км/с (3)

Причём в этой формуле r выражено в парсеках. Но расстояния r до звёзд вычисляются по их измеренным годичным параллаксам π (Годичный параллакс - угол, под которым виден средний радиус Земной орбиты из центра масс звезды, если направление на звезду перпендикулярно радиусу земной орбиты), по простой формуле
Поэтому тангенциальная скорость звезды в километрах в секунду равна

Где µ и π - выражены в секундах дуги. Лучевая скорость звёзд оп-ределяется по смещению ли-ний в их спектрах. Найденная по спектрограммам лучевая скорость звёзд являет-ся скоростью относительно Земли и включает в себя её орбитальную скорость, направ-ление которой из-за движения вокруг Солнца непрерывно ме-няется (за полгода - на 180°). Из-за этого на протяже-нии года лучевая скорость звёзд испытывает периодичес-кие изменения в определённых пределах (это тоже служит одним из доказательств об-ращения Земли вокруг Солн-ца). Поэтому в найденные по спектрограммам лучевые ско-рости вносят поправки, учиты-вающие значение и направле-ние скорости Земли в дни фотографирования спектров, и по ним вычисляют лучевую скорость звезды V r относитель-но Солнца. Тогда простран-ственная скорость звезды, называемая ещё гелиоцентри-ческой скоростью

(5),

Направление которой опреде-ляется углом θ относительно направления на Солнце, так что

(6)

При удалении звезды от Солнца её лучевая скорость V r > 0, а при приближении V r < 0. Новой эпохой в определении собственного движения звёзд стал полёт спутника Hipparcos (HI gh P recision PAR arallax CO llecting S atellite), который за 37 месяцев работы провёл миллионы измерений звёзд. В результате работы получилось два звёздных каталога. Каталог HIPPARCOS содержит измеренные с ошибкой порядка одной тысячной угловой секунды координаты, собственные движения и параллаксы для 118 218 звёзд. Такая точность для звёзд достигнута в астрометрии впервые. Во второй каталог - TYCHO приводятся несколько менее точные сведения для 1 058 332 звёзд. К настоящему времени соб-ственные движения определены более чем у 1 млн. звёзд, причём более 20 000 измерений выполнено астрономами Пул-ковской и Ташкентской об-серваторий. Лучевые скорости известны примерно у 40 000 звёзд. Собственные движения по-давляющего большинства звёзд исчисляются десятыми и соты-ми долями угловой секунды и лишь у очень близких звёзд превосходят 1". Так, самое высокое значение собственного движения имеет «летящая» Звезда Барнарда - 10.358″. Вторую и третью строчку в рейтинге самых быстро перемещающихся звёзд на небесной сфере занимают Звезда Каптейна (8.670″/год) и Лакайль 9352 (6.896″/год). В виде примера найдём расстояние, параллакс, собственное движение, компоненты скорости и блеск Сириуса в эпоху его наибольшего сближения с Солнцем. Необходимые для этого сведения возьмём из «Атласа звёздного неба 2000.0»: в нашу эпоху у Сириуса блеск -1,46 m , годичный параллакс 0,379", собствен-ное движение 1,34" и лучевая скорость V r = -8 км/с. Прежде всего найдём тангенциальную скорость Сириуса

Его пространственную скорость

И его направление через

Откуда θ = -64,5º, что говорит о сближении Сириуса с Солнцем (поло-жительный знак угла означал бы удаление). Тогда абсолютные значения cos θ = 0,431 и sin θ =sin 64,5°=0,902. Теперь построим чертёж (см. рисунок), показывающий направление простран-ственного движения звезды (S), и на это направление опустим из изображения Солнца перпендикуляр, который укажет положение звезды (S 1) и ее расстояние (r 1) от Солнца в эпоху наибольшего сближения. К этой эпохе звезда пройдёт в пространстве путь и т. к. её нынешнее расстояние то этот путь она пройдёт за Через этот длинный промежуток времени Сириус пройдёт мимо Солнца на расстоянии его годичный параллакс будет
лучевая скорость Vr, =0 (направление пространственной скорости V перпенди-кулярно лучу зрения r 1), тангенциальная скорость V t ,= V =18.6 км/с и собствен-ное движение
Поскольку блеск обратно пропорционален квадрату расстояния, то блеск Сириуса возрастёт в и, согласно формуле Погсона будет равен . Такие задачи на сближение с Солнцем или на удаление от него можно решать для всех звёзд с известными исходными данными, которые можно взять из звёздных каталогов или из справочных пособий. Исследуя движения близких звёзд относительно солнца, мы можем найти звёзды, которые могли испытать в прошлом или, возможно, испытают в будущем сближение с Солнечной системой в пределах внешнего облака Оорта, то есть с минимальным расстоянием r min от Солнца менее 206265 астрономических единиц (1 парсека). Данные о таких звёздах представлены в таблице ниже. В таблице приведены номер звезды по каталогу Глизе и Ярайса, название звезды, её спектральный тип, масса, минимальное расстояние между Солнцем и звездой, момент времени сближения по отношению к современной эпохе. Заметим, что из семи приведённых звёзд шесть испытают сближение с Солнечной системой в будущем и лишь одна звезда - в прошлом (около 500000 лет тому назад). Интересно, что четыре сближения произойдут в течение ближайших 50000 лет. Эти сближения могут вызвать обильные кометные ливни из внешней части облака Оорта в пределы планетной системы, что, в свою очередь, увеличивает вероятность столкновения с кометным ядром. Таким образом, кометные ливни могут приводить к экологическим катастрофам и массовым вымираниям организмов.

Звёзды, сближающиеся с Солнцем

	Название	Спектральный			t min , годы

Изучив собственные движе-ния звёзд какого-либо созвез-дия, можно представить себе его вид в далёком прошлом и будущем. В частности, изменение вида созвездия Большой Медведицы показано на рисун-ке слева: а – 100 тыс. лет назад, б – наши дни, в – через 100 тыс. лет. Изучение собственных дви-жений звёзд помогло обнару-жить движение Солнечной системы в пространстве. Впер-вые эту задачу решил В. Гершель в 1783 г., использовав собственные движения всего лишь 7 звёзд, а несколько позже-13 звёзд. Он нашёл, что Солнце вместе со всем множеством тел, обращающих-ся вокруг него, движется в направлении к звезде λ Гер-кулеса (4,5 m). Точку неба, в направлении которой проис-ходит это движение, Гершель назвал солнечным апексом (от лат. apex - вершина). В дальнейшем астрономы неоднократно определяли по-ложение солнечного апекса по большому числу звёзд с из-вестными собственными дви-жениями. При этом они осно-вывались на том, что если бы Солнечная система покоилась в пространстве, то собственные движения звёзд во всех облас-тях неба имели бы самые раз-личные направления. В дейст-вительности же в области со-звездий Лиры и Геркулеса собственные движения боль-шинства звёзд направлены так, что создается впечатление, буд-то звезды разбегаются в раз-ные стороны. В диаметрально противоположной области неба, в созвездиях Большого Пса, Зайца и Голубя собственные движения большинства звёзд направлены примерно друг к другу, т. е. звёзды как бы сближаются между собой. Эти явления объяснимы лишь движением Солнечной системы в пространстве в направлении к созвездиям Лиры и Геркулеса. Действительно, каждый наблю-дал, что во время движения окружающие предметы, види-мые в направлении движения, как бы расступаются перед нами, а находящиеся позади - смыкаются. В 20-х годах XX столе-тия началось массовое вы-числение лучевых скоростей звёзд относительно Солнца. Это дало возможность не только определить положение солнечного апекса, но и узнать скорость движения Солнечной системы в пространстве. Круп-ные исследования в этом на-правлении были проведены в 1923-1936 гг. в астрономи-ческих обсерваториях несколь-ких стран, в том числе в 1923- 1925 гг. московскими астро-номами под руководством В. Г. Фесенкова. Исследова-ния показали, что у большин-ства звёзд, расположенных вблизи солнечного апекса, лу-чевая скорость близка к -20 км/с, т. е. эти звёзды приближаются к Солнцу, а звёзды, находящиеся в про-тивоположной области неба, удаляются от Солнца со ско-ростью около +20 км/с. Со-вершенно очевидно, что эта скорость свойственна самой Солнечной системе. В настоящее время установлено, что Солнечная система движется относительно окружающих её звёзд со скоростью около 20 км/с (по другим данным 25 км/с) в направлении к солнечному апексу, расположенному вблизи слабой звезды ν Геркулеса (m=4,5) недалеко от границы этого созвездия с созвездием Лиры. При этом Солнечная система ещё обращается вокруг центра Галактики с периодом 226 млн лет и со скоростью 260 км/с.Экваториальные коор-динаты солнечного апекса: прямое восхождение α А =270° (18 ч 00 м) и склонение δ А = = +30°. Собственные движения по-могают установить у некото-рых звёзд наличие планет. Смещение одиночных звёзд происходит, как иногда гово-рят, по «прямой линии» (на самом деле - по дуге боль-шого круга, незначительную часть которой часто принима-ют за отрезок прямой). Но если вокруг звезды обращается сравнительно массивный спутник, то он периодически отклоняет ее движение пооче-редно в обе стороны от дуги большого круга и тогда види-мое смещение звезды происхо-дит по слегка волнистой линии (рис.). В 1844 г. немецкий астро-ном Ф. Бессель (1784-1846) обнаружил такие отклонения в смещениях Сириуса и Проциона и предсказал существо-вание у них невидимых мас-сивных спутников. А почти через 18 лет, 31 января 1862 г., американский оптик А. Кларк, испытывая изготовленный им линзовый объектив диаметром 46 см, обнаружил спутник Сириуса - звезду 8,4 m , отсто-ящую от главной звезды на 7,6". В 1896 г. Дж. Шеберле открыл в 4,6" от Проциона его спутник - звезду 10,8 m . Оба спутника, как выяснилось впос-ледствии, оказались белыми карликами. Невидимые спутники-планеты имеют-ся и у Летящей звезды Бар-нарда, но они пока не откры-ты. Всего сейчас известно более 300 звёзд, во-круг которых обращаются планетоподобные спутники. Литература:

Тема. Малые тела Солнечной системы

Краткое содержание

Понятия: малые тела Солнечной системы, астероиды, астероидные тела, метеоры, метеориты, кометы, карликовые планеты, пояс Койпера, главный пояс астероидов, облако Орта, метеороидные тела.

Проект «Земля планета солнечной системы»

Документ

во льдах(Многие ученые полагают, что присутствующий в атмосфере углекислый газ обеспечивал поддержание тепличных условий, другие считают, что на Земле господствовала зима).