Где расположено Солнце в Галактике и каковы особенности лучевых скоростей звёзд относительно Солнца?
АстрономияЗвездыГалактика
Ayan Тасанов🥶Космонавтика
· 3,2 K
Добрый день! Ну давайте, лучевая скорость - скорость звезды, которая направлена по лучу зрения, то есть характеризует скорость приближения или удаления звезды. Ваш вопрос не о лучевых скоростях в принципе, но если что, спрашивайте, могу объяснить про них.
Давайте представим себе следующую ситуацию. Мы проводим наблюдения с Земли, которая в принципе вращается вместе с Солнцем, поэтому перемещаемся мысленно на Солнце и посмотрим на эффекты в лучевых скоростях. Было бы обнаружено, что некоторые отдалённые звезды догоняют нас, а другие - отстают. Оорт установил, проводя наблюдения, что лучевые скорости дважды меняют свои знаки по мере того, как наблюдатель следит за полным обращением светила по галактической орбите. Смотрите "рис. 80", где в качестве наблюдаемой звезды Сириус. Смотрите, он сначала догоняет Солнце, то есть приближается, а после прохождения точки S1 - Сириус начинает убегать вперёд Солнца, то есть удаляться, и поэтому знак лучевой скорости сменится, станет положительным. Помним же, что отрицательная лучевая скорость=приближение, а положительная=удаление?:)
Теперь смотрите другой рисуночек, он у меня никак не назван. Чего там? Там показано, как это происходит все это если наблюдать с Солнца. Здесь мы видим стрелки, они соответствуют скоростям наблюдаемым с Солнца, и эффект солнечного движения на данном рисунке исключён. Мы наблюдаем с Солнца. Вот эти стрелочки характеризуют эффект в лучевой скорости, про который Вы спрашиваете, дифференциального вращения = не твердотельного вращения, чтобы представить это себе - вообразите, как закручивается вода в водовороте, это и есть дифференциальное вращение. Вращения чего? Галактики нашей. То есть, наблюдая за лучевыми скоростями звёзд и эффектами в них, мы можем сделать вывод, что наша Галактика вращается, причём нетвердотельно.
Давайте Вернёмся к рисунку который у меня никак не назван. Смотрите, компоненты скоростей звёзд, которые идут вдоль радиусов через Солнце = эффекты галактического вращения в лучевых скоростях. В четырёх точках мы не наблюдаем ни приближения, ни удаления, видите? Это потому что из за галактического вращения мы не будем наблюдать эффект в лучевых скоростях в направлениях к галактическому центру, от него и в направлениях перпендикулярных к центру. А диагонали - одна показывает направление, по которому звезды в среднем удаляются, то есть положительную лучевую скорость, а другая - направление, по которому звезды в среднем приближаются, то есть отрицательную.
Если бы мы хотели построить графическое изображение зависимости средних лучевых скоростей от галактической долготы - мы получили бы кривую с двойной волной, у которой 2 максимума и 2 минимума для всего круга долгот.
Эффект галактического вращения в лучевых скоростях наибольший для самых далеких звезд. Вот собственно, все особенности в лучевых скоростях я Вам назвала.
Кстати, даже формулка есть для этого эффекта: V=rAsin(l-l0), где V - эффект в лучевой скорости, r - среднее расстояние для рассматриваемых звёзд, l - галактическая долгота звезды и l0 - долгота галактического центра, эта формула легко выводится из рисунка, который у меня никак не назван. А - постоянная Оорта, 5-6км/с на 1000 световых лет, по некоторым данным, 4 км/с - характеризует максимальный эффект в лучевой скорости V на стандартном расстоянии.
Что из этого всего следует то? Как выяснилось, что Галактика вращается не твердотельно? Если мы знаем лучевые скорости звезд, мы может посчитать их круговые скорости, то есть скорости вращения звёзд вокруг галактического центра. Так вот выяснилось по подсчётам, что наиболее близкие к центру звезды быстрее вращаются, чем более далёкие, но!!! Подсчёты показали также, что эти скорости уменьшаются с увеличением расстояния не равномерно. То есть, допустим, звезда на расстоянии от центра на 10 000 св лет имеет круговую скорость 190км/с, то на 20 000 св лет звезда должна иметь скорость 380км/с, а на самом деле имеет всего 230км/с. Если бы было бы 380, то Галактика вращалась бы твердотельно, на наблюдения показывают обратное. Вот так вот эффекты в лучевых скоростях помогли Оорту выяснить, что Галактика имеет дифференциальное вращение. Он проводил наблюдения по лучевым скоростям, поэтому и постоянная названа его именем в формуле.
И теперь про положение Солнца Вы спрашивали, если коротко - тут дело имелось с шаровыми скоплениями. Прекраснейшие создания, посмотрите их изображения, каждый раз восхищаюсь. Чтобы измерить движение Солнца вокруг галактического центра, нам нужно взять какой то объект, находящейся более менее в состоянии покоя по отношению к галактическому центру на фоне быстро и не очень движущихся звёзд. Этот объект - как раз шаровые скопления. Определяем для 50 шаровых их лучевые скорости, и выясняем, что скорость движения Солнца относительно этой системы шаровых скоплений составляет примерно 200 км/с и и направлена к точке соответствующей 55 градусов галактической долготы (отстоящей на 90 градусов от галактического центра) . Но учитывая, что система шаровых скоплений по отношению к центру имеет все таки скорость какую то хоть и маленькую, внесли поправку, скорость движения Солнца = 220км/с. Центр Галактики был определён, например, по распределению звёзд типа RR Лиры вне шаровых скоплений (учитывая что слабые звезды клнцентрируются к центру), оказалось что именно этих звёзд много среди слабых, и максимальное их количество соответствует звездам с видимой звездной величиной 17,5, что значительно превышало предел пластинки на которые фотографировали эти звезды, который оставлял видимую звездную величину 20.
На основании этих расчётов и сделали вывод, что галактический центр, то место, где концентрировались сильнее всего слабые звезды - в 27 000 св лет и в направлении созвездия Стрельца, координаты галактического центра 328 градусов галактической долготы и 0 широты, возможно, - 2 градуса. Координаты Солнца я сообщила выше, следовательно, можно представить наше расположение в Галактике.
Давайте представим себе следующую ситуацию. Мы проводим наблюдения с Земли, которая в принципе вращается вместе с Солнцем, поэтому перемещаемся мысленно на Солнце и посмотрим на эффекты в лучевых скоростях. Было бы обнаружено, что некоторые отдалённые звезды догоняют нас, а другие - отстают. Оорт установил, проводя наблюдения, что лучевые скорости дважды меняют свои знаки по мере того, как наблюдатель следит за полным обращением светила по галактической орбите. Смотрите "рис. 80", где в качестве наблюдаемой звезды Сириус. Смотрите, он сначала догоняет Солнце, то есть приближается, а после прохождения точки S1 - Сириус начинает убегать вперёд Солнца, то есть удаляться, и поэтому знак лучевой скорости сменится, станет положительным. Помним же, что отрицательная лучевая скорость=приближение, а положительная=удаление?:)
Теперь смотрите другой рисуночек, он у меня никак не назван. Чего там? Там показано, как это происходит все это если наблюдать с Солнца. Здесь мы видим стрелки, они соответствуют скоростям наблюдаемым с Солнца, и эффект солнечного движения на данном рисунке исключён. Мы наблюдаем с Солнца. Вот эти стрелочки характеризуют эффект в лучевой скорости, про который Вы спрашиваете, дифференциального вращения = не твердотельного вращения, чтобы представить это себе - вообразите, как закручивается вода в водовороте, это и есть дифференциальное вращение. Вращения чего? Галактики нашей. То есть, наблюдая за лучевыми скоростями звёзд и эффектами в них, мы можем сделать вывод, что наша Галактика вращается, причём нетвердотельно.
Давайте Вернёмся к рисунку который у меня никак не назван. Смотрите, компоненты скоростей звёзд, которые идут вдоль радиусов через Солнце = эффекты галактического вращения в лучевых скоростях. В четырёх точках мы не наблюдаем ни приближения, ни удаления, видите? Это потому что из за галактического вращения мы не будем наблюдать эффект в лучевых скоростях в направлениях к галактическому центру, от него и в направлениях перпендикулярных к центру. А диагонали - одна показывает направление, по которому звезды в среднем удаляются, то есть положительную лучевую скорость, а другая - направление, по которому звезды в среднем приближаются, то есть отрицательную.
Если бы мы хотели построить графическое изображение зависимости средних лучевых скоростей от галактической долготы - мы получили бы кривую с двойной волной, у которой 2 максимума и 2 минимума для всего круга долгот.
Эффект галактического вращения в лучевых скоростях наибольший для самых далеких звезд. Вот собственно, все особенности в лучевых скоростях я Вам назвала.
Кстати, даже формулка есть для этого эффекта: V=rAsin(l-l0), где V - эффект в лучевой скорости, r - среднее расстояние для рассматриваемых звёзд, l - галактическая долгота звезды и l0 - долгота галактического центра, эта формула легко выводится из рисунка, который у меня никак не назван. А - постоянная Оорта, 5-6км/с на 1000 световых лет, по некоторым данным, 4 км/с - характеризует максимальный эффект в лучевой скорости V на стандартном расстоянии.
Что из этого всего следует то? Как выяснилось, что Галактика вращается не твердотельно? Если мы знаем лучевые скорости звезд, мы может посчитать их круговые скорости, то есть скорости вращения звёзд вокруг галактического центра. Так вот выяснилось по подсчётам, что наиболее близкие к центру звезды быстрее вращаются, чем более далёкие, но!!! Подсчёты показали также, что эти скорости уменьшаются с увеличением расстояния не равномерно. То есть, допустим, звезда на расстоянии от центра на 10 000 св лет имеет круговую скорость 190км/с, то на 20 000 св лет звезда должна иметь скорость 380км/с, а на самом деле имеет всего 230км/с. Если бы было бы 380, то Галактика вращалась бы твердотельно, на наблюдения показывают обратное. Вот так вот эффекты в лучевых скоростях помогли Оорту выяснить, что Галактика имеет дифференциальное вращение. Он проводил наблюдения по лучевым скоростям, поэтому и постоянная названа его именем в формуле.
И теперь про положение Солнца Вы спрашивали, если коротко - тут дело имелось с шаровыми скоплениями. Прекраснейшие создания, посмотрите их изображения, каждый раз восхищаюсь. Чтобы измерить движение Солнца вокруг галактического центра, нам нужно взять какой то объект, находящейся более менее в состоянии покоя по отношению к галактическому центру на фоне быстро и не очень движущихся звёзд. Этот объект - как раз шаровые скопления. Определяем для 50 шаровых их лучевые скорости, и выясняем, что скорость движения Солнца относительно этой системы шаровых скоплений составляет примерно 200 км/с и и направлена к точке соответствующей 55 градусов галактической долготы (отстоящей на 90 градусов от галактического центра) . Но учитывая, что система шаровых скоплений по отношению к центру имеет все таки скорость какую то хоть и маленькую, внесли поправку, скорость движения Солнца = 220км/с. Центр Галактики был определён, например, по распределению звёзд типа RR Лиры вне шаровых скоплений (учитывая что слабые звезды клнцентрируются к центру), оказалось что именно этих звёзд много среди слабых, и максимальное их количество соответствует звездам с видимой звездной величиной 17,5, что значительно превышало предел пластинки на которые фотографировали эти звезды, который оставлял видимую звездную величину 20.
На основании этих расчётов и сделали вывод, что галактический центр, то место, где концентрировались сильнее всего слабые звезды - в 27 000 св лет и в направлении созвездия Стрельца, координаты галактического центра 328 градусов галактической долготы и 0 широты, возможно, - 2 градуса. Координаты Солнца я сообщила выше, следовательно, можно представить наше расположение в Галактике.
Не запутала, надеюсь? :) Если что - уточняйте!)))
