Що довкола чого обертається?

Довгий часвважалося, що Земля пласка. Потім виникло вчення про геоцентричну систему світу, за якою Земля є круглим небесним тілом і центром всесвіту. Геліоцентричну систему (модель) світу було запропоновано польським астрономом Миколою Коперником ще у 16 ​​столітті. Згідно з цією теорією Сонце, а не Земля є центром всесвіту. У сучасній астрономії геоцентрична система світу пояснює будову нашої Сонячної системи, де Земля та інші планети обертаються довкола Сонця.

Але це не єдиний «обертальний рух», що відбувається в космосі. Щоб зрозуміти, що навколо чогось обертається, пропонуємо вам розібратися в суті геліоцентричної системи світу та влаштуванні Сонячної системи.

сонячна система

Сонячна система – це одна із численних зірково-планетарних систем космосу. Це система, де знаходиться наша планета Земля. Сонце – зірка, що є центром системи. Всі планети та їх супутники рухаються круговими та еліптичними орбітами навколо цієї зірки.

Планети Сонячної системи

Усі планети нашої системи можна поділити на внутрішні та зовнішні. Цей поділ зумовлений ставленням планет до Землі. Внутрішні планети (їх дві: Меркурій і Венера) розташовані ближче до Сонця, ніж наша планета і обертаються навколо нього всередині Земної орбіти. Їх можна спостерігати лише на малій відстані від Сонця. Решта планет обертається навколо Сонця поза земною орбітою і видно на будь-яких відстанях.

За віддаленістю від Сонця планети розташовані в наступному порядку:

1. Меркурій;
2. Венера;
3. Земля;
4. Марс;
5. Юпітер;
6. Сатурн;
7. Уран;
8. Нептун.

Досі до складу планет Сонячної системи входив і Плутон. Однак згідно з останніми дослідженнями дане небесне тіло було класифіковано як карликова планета, що входить до групи малих планет нашої системи. Ще одна відома мала планетаСонячна система - Церера. Вона знаходиться у поясі астероїдів.

Планети обертаються навколо сонця та навколо власної осі. Час обороту планети навколо сонця становить 1 зірковий рік, а навколо своєї осі - 1 зіркову добу. У кожної планети різна швидкістьобертання як орбітою, і навколо осі. На деяких планетах доба триває понад рік.

Супутники планет та пояс астероїдів

У всіх планет Сонячної системи крім Венери та Меркурія є супутники. Це небесні тіла, які обертаються своїми орбітами навколо планет. У Землі лише один супутник – Місяць. В інших планет супутників більше. У Марса – 2, у Нептуна – 14, у Урана – 27, у Сатурна – 62, у Юпітера – 67.

Крім того, такі планети, як Сатурн, Юпітер, Уран і Нептун мають кільця - оперізуючі планети пояса, що складаються з крижаних частинок, газу і пилу. І супутники, і частинки кілець обертаються навколо своїх планет, але разом із ними вони обертаються навколо сонця.

Між Марсом і Юпітером знаходиться пояс астероїдів - скупчення малих тіл Сонячної системи, що рухаються навколо Сонця за загальною орбітою. Деякі астероїди теж мають свої супутники, які обертаються навколо них.

Сонце

Сонце – це зірка, яка є центом Сонячної системи. Усі небесні тіла цієї системи (планети зі своїми супутниками, карликові (малі) планети, метеорити, астероїди з супутниками, комети, метеорити та космічний пил) обертаються навколо Сонця.

Будучи центром Сонячної системи, Сонце теж залишається нерухомим. Воно разом з усіма тілами, що обертаються навколо нього, рухається по екліптиці навколо центру галактики, частиною якої воно є. Наша галактика називається Чумацький шлях і має форму диска. Так от Сонце та інші зірки галактики обертаються навколо її ядра – центру. За час свого існування сонце зробило приблизно 30 обертів навколо галактики.

У той самий час щодо інших зірок Сонце залишається нерухомим, оскільки вони також обертаються навколо центру галактики.

Але і Чумацький шлях обертається навколо об'ємніших космічних об'єктів, об'єднаних у групу під назвою Місцеве надскупчення Діви.

Так що все в космосі навколо чогось та обертається. Місяць навколо Землі, Земля навколо Сонця, Сонце навколо ядра галактики, і таке інше. Така ось безперервна космічна круговерть. І ми з вами є частиною цієї круговерті.

Чи обертається Сонце навколо осі?

Земля здійснює один оберт навколо своєї осі за неповних 24 години. За один оборот проходять день і ніч. А як міг встановити тривалість одного обороту нашої планети навколо своєї осі спостерігач на Місяці? Він порахував би, наприклад, скільки разів на тиждень повз його погляд пройде Америка. Ми можемо зробити так само, якщо хочемо визначити час обертання Сонця навколо своєї осі. Для цього ми повинні визначити час обігу великої довгоживучої сонячної плями. Якщо щодня спостерігати групу плям, можна помітити, що вона рухається зі сходу захід. Значить, Сонце обертається у цей бік навколо своєї осі. Крім того, у обертанні Сонця є одна особливість. На екваторі оборот Сонця завершується швидше, ніж високих широтах. Це відбувається тому, що Сонце – газова куля. Земля, наприклад, не може так обертатися: її тверде тілона всіх широтах обертається з однаковою кутовою швидкістю.

На екваторі Сонце здійснює один оберт за 25 земних діб, на 30-му градусі північної або південної широти - вже за 26,5 діб, на широті 40 градусів - більш ніж за 27 діб, а в полярних областях один оберт Сонця навколо своєї осі триває 30 діб. Якби Земля оберталася, як Сонце, то Індонезії добу тривали б 22 години, у Берліні - 23, а Гренландії - 24 години.

Сонце повертається навколо своєї осі за час, що дорівнює місяцю. Швидкості його обороту різних широтах відрізняються. Таке явище називають диференціальним рухом. З Землі рух Сонця здається трохи сповільненим, тому що за місяць наша планета проходить частину шляху по своїй орбіті і Сонце має ще трохи обернутися, щоб «наздогнати» її.

Наша зірка, знята через фільтри

Обертання Сонця залежить від того, звідки його вимірює спостерігач, зацікавлені? Плями на екваторі приблизно за 24,47 земної доби, роблять повний оборот навколо.

Астрономи називають це сидеричним періодом обертання, який відрізняється від періоду синодичного кількістю часу, необхідного для того, щоб плями повернулися навколо Сонця при спостереженні з Землі.

Швидкість обертання зменшується з наближенням до полюсів, отже на полюсах період обертання навколо осі може досягати 38 днів.

Спостереження обертання

Рух Сонця добре помітний, якщо спостерігати його плями. Усі плями рухаються поверхнею. Цей рух є частиною загального руху зірки навколо осі.

Спостереження показують, що він обертається не як тверде тіло, а диференційовано.

Це означає, що воно рухається швидше на екваторі та повільніше на полюсах. Газові гіганти: Юпітер та Сатурн, також мають диференціальне обертання.

Астрономи виміряли швидкість обертання Сонця з широти 26° від екватора, і виявили, що один оберт навколо осі займає 25,38 днів. Його вісь складає кут, що дорівнює 7 градусам і 15 хвилин.

Внутрішні регіони та ядро ​​обертаються разом як тверде тіло. А зовнішні шари, конвективна зона та фотосфера обертаються з різною швидкістю.

Звернення Сонця навколо центру галактики

Наше світило і ми разом з ним обертається навколо центру галактики Чумацький Шлях. Середня швидкістьскладає 828000 км/год. Один обіг займає близько 230 мільйонів років. Чумацький шлях є спіральною галактикою. Вважається, що вона складається із центрального ядра, 4-х основних рукавів, що мають кілька коротких сегментів.

Земля разом із планетами крутиться навколо сонця і це знають майже всі люди на Землі. Про те, що Сонце при цьому крутиться навколо центру нашої галактики "Чумацький шлях", знає вже набагато менше людей. Але це не все. Наша галактика при цьому крутиться навколо центру всесвіту. Давайте дізнаємося про це та подивимося цікаві відео-кадри.

Виявляється, Сонячна система рухається вся повністю разом із Сонцем через місцеву міжзоряну хмару (незмінна площина залишається паралельною собі) зі швидкістю 25 км/с. Рух цей спрямований майже перпендикулярно до незмінної площини.

Можливо, тут потрібно шукати пояснення помічених відмінностей у будові північної та південної півкуль Сонця, смуг та плям обох півкуль Юпітера. У всякому разі, цей рух визначає можливі зустрічі Сонячної системи з речовиною, розсіяною в тому чи іншому виді міжзоряного простору. Справжній рух планет у просторі відбувається за витягнутими гвинтовими лініями (так, «хід» гвинта орбіти Юпітера в 12 разів більший за її діаметр).

За 226 млн років (галактичний рік) Сонячна система робить повний оборот навколо центру галактики, рухаючись майже круговою траєкторією зі швидкістю 220 км/с.

Наше Сонце входить до складу величезної зіркової системи, яка називається Галактикою (ще її називають Чумацький Шлях). Наша Галактика має форму диска, схожого на дві складені тарілки краями. У центрі знаходиться округле ядро ​​Галактики.

Наша Галактика – вид збоку

Якщо подивитися на нашу Галактику зверху, то вона виглядає як спіраль, в якій зоряна речовина зосереджена, в основному, в її гілках, які називають галактичними рукавами. Рукави знаходяться в площині диска Галактики.

Наша Галактика – вид зверху

Наша Галактика містить понад 100 мільярдів зірок. Діаметр диска Галактики – близько 30 тисяч парсек (100 000 світлових років), а товщина – близько 1000 світлових років.

Зірки всередині диска рухаються круговими траєкторіями навколо центру Галактики, подібно до того, як планети в Сонячної системизвертаються навколо Сонця. Обертання Галактики відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на Галактику з боку її північного полюса(що знаходиться в сузір'ї Волосся Вероніки). Швидкість обертання диска не однакова різних відстанях від центру: вона зменшується у міру віддалення від нього.

Чим ближче до центру Галактики - тим вища щільність зірок. Якби ми жили на планеті біля зірки, що знаходиться поблизу ядра Галактики, то на небі було б видно десятки зірок, за яскравістю порівнянних із Місяцем.

Однак Сонце знаходиться дуже далеко від центру Галактики, можна сказати – на її околиці, на відстані близько 26 тис. світлових років (8,5 тисяч парсек), поблизу площини галактики. Воно розташоване в рукаві Оріона, з'єднаному з двома більшими рукавами - внутрішнім рукавом Стрільця та зовнішнім Рукавом Персея.

Сонце рухається зі швидкістю близько 220-250 кілометрів на секунду навколо центру Галактики і робить повний оберт навколо її центру, за різними оцінками, за 220-250 мільйонів років. За час свого існування Період звернення Сонця разом із навколишніми зірками біля центру нашої зіркової системи називають галактичним роком. Але слід розуміти, що загального періоду для Галактики немає, оскільки вона обертається не як тверде тіло. Сонце за час свого існування облетіло Галактику приблизно 30 разів.

Звернення Сонця навколо центру Галактики має коливальний характер: кожні 33 мільйони років воно перетинає галактичний екватор, потім піднімається над його площиною на висоту 230 світлових років і знову опускається до екватора.

Цікаво, що Сонце робить повний оберт навколо центру Галактики точно за той же час, що й спіральні рукави. В результаті Сонце не перетинає області активного зіркоутворення, в яких часто спалахують наднові джерела згубного для життя випромінювання. Тобто воно знаходиться в секторі Галактики, максимально сприятливому для зародження та підтримання життя.

Сонячна система рухається крізь міжзоряне середовище нашої Галактики значно повільніше, ніж вважалося раніше, і її передній кордоні не формується ударна хвиля. Це встановили астрономи, які аналізували дані, зібрані зондом IBEX, передає РІА «Новини».

«Можна сказати майже точно, що перед геліосферою (бульбашкою, що обмежує Сонячну систему від міжзоряного середовища) немає ударної хвилі, і що її взаємодія з міжзоряним середовищем значно слабша і більше залежить від магнітних полів, ніж вважалося раніше», - пишуть вчені у статті, опублікованій у журналі Science.
Дослідницький космічний апарат NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer), запущений у червні 2008 року, призначений для дослідження межі Сонячної системи та міжзоряного простору – геліосфери, розташованої на відстані приблизно 16 мільярдів кілометрів від Сонця.

На цій відстані потік заряджених частинок сонячного вітру та сила магнітного поляСонця слабшають настільки, що більше не можуть подолати тиск розрядженої міжзоряної речовини та іонізованого газу. В результаті утворюється «міхур» геліосфери, всередині заповнений сонячним вітром, а зовні оточений міжзоряним газом.

Магнітне поле Сонця відхиляє траєкторію заряджених міжзоряних частинок, але ніяк не впливає на нейтральні атоми водню, кисню та гелію, що вільно проникають у центральні області Сонячної системи. Детектори супутника IBEX "ловлять" такі нейтральні атоми. Їхнє вивчення дозволяє астрономам робити висновки про особливості прикордонної зони Сонячної системи.

Група вчених із США, Німеччини, Польщі та Росії представила новий аналіз даних супутника IBEX, згідно з якими швидкість руху Сонячної системи виявилася нижчою, ніж вважалося раніше. При цьому, як свідчать нові дані, у передній частині геліосфери немає ударної хвилі.

«Звуковий удар, який виникає, коли реактивний літак долає звуковий бар'єр, може бути земним прикладом для ударної хвилі. Коли літак досягає надзвукової швидкості, повітря перед ним не може піти з його шляху досить швидко, внаслідок чого виникає ударна хвиля», - пояснює провідний автор дослідження Девід Маккомас (David McComas), слова якого наводяться в прес-релізі Південно-Західного. дослідницького інституту(США).

Близько чверті століття вчені вважали, що геліосфера рухається крізь міжзоряний простір зі швидкістю досить високою, щоб перед нею утворювалася така ударна хвиля. Однак нові дані IBEX показали, що насправді Сонячна система рухається крізь місцеву хмару міжзоряного газу зі швидкістю 23,25 кілометра на секунду, що на 3,13 кілометра на секунду менше, ніж раніше. І ця швидкість нижча за ту межу, при якій виникає ударна хвиля.

«Хоча ударна хвиля існує перед бульбашками, що оточують багато інших зірок, ми з'ясували, що взаємодія нашого Сонця з довкіллямне досягає того порога, за якого утворюється ударна хвиля», - сказав Маккомас.

Раніше зонд IBEX займався картографуванням кордону геліосфери та виявив на геліосфері загадкову смугу з підвищеними потоками енергійних частинок, яка оперізувала «бульбашку» геліосфери. Також за допомогою IBEX встановили, що швидкість руху Сонячної системи за останні 15 років через незрозумілі причини знизилася більш ніж на 10%.

Всесвіт крутиться, як дзиґа. Астрономи виявили сліди обертання світобудови.

Досі більшість дослідників схилялося до думки, що наша світобудова статична. Або якщо й рухається, то трішки. Яке ж було здивування команди вчених з університету Мічігану (США) на чолі з професором Майклом Лонго, коли вони виявили в космосі явні сліди обертання нашого світобудови. Виходить, з самого початку, ще за Великого вибуху, коли тільки народжувався Всесвіт, він уже обертався. Наче хтось запустив її, як юлу. І вона досі крутиться-крутиться.

Дослідження велися в рамках міжнародного проекту "Цифровий огляд неба Слоана" (Sloan Digital Sky Survey). І цей феномен вчені виявили, каталогізувавши напрямок обертання близько 16 000 спіральних галактик з боку північного полюса Чумацького Шляху. Спочатку вчені намагалися знайти докази того, що Всесвіт має властивості дзеркальної симетрії. У такому разі, розмірковували вони, кількість галактик, які обертаються за годинниковою стрілкою, і тих, що «закручені» у протилежному напрямку, була б однаковою, повідомляє pravda.ru.

Але виявилося, що до північного полюса Чумацького шляхусеред спіральних галактик переважає обертання проти годинникової стрілки, тобто вони орієнтовані праворуч. Ця тенденція проглядається навіть на відстані понад 600 мільйонів світлових років.

Порушення симетрії невелике, лише близько семи відсотків, але ймовірність того, що це така космічна випадковість – десь близько однієї мільйонної, – прокоментував професор Лонго. - Отримані нами результати дуже важливі, оскільки вони, схоже, суперечать практично загальному уявленню про те, що якщо взяти досить великий масштаб, Всесвіт буде ізотропним, тобто не матиме вираженого напрямку.

За словами фахівців, симетричний та ізотропний Всесвіт повинен був виникнути із сферично-симетричного вибуху, який за формою мав нагадувати баскетбольний м'яч. Однак, якби при народженні Всесвіт обертався навколо своєї осі у певному напрямку, то галактики зберегли б цей напрямок обертання. Але, коли вони обертаються в різних напрямках, отже, і Великий вибух мав різносторонню спрямованість. Проте, найімовірніше, Всесвіт досі продовжує обертатися.

Загалом астрофізики і раніше здогадувалися про порушення симетрії та ізотропності. Їхні здогади були засновані на спостереженнях інших гігантських аномалій. До них належать сліди космічних струн - неймовірно протяжні дефекти простору-часу нульової товщини, що гіпотетично народилися в перші миті після Великого вибуху. Поява «синяків» на тілі Всесвіту - так званих відбитків від минулих її зіткнень з іншими всесвітами. А також рух "Темного потоку" - величезних розмірів потік галактичних кластерів, що несуть на величезній швидкості в одному напрямку.

Місяць обертається довкола Землі. Земля обертається навколо Сонця. Закономірне питання: а Сонце теж навколо чогось обертається?

Відповідь на це питання астрономи отримали лише в 20 столітті, і відповідь ця - ТАК.

Наше Сонце входить до складу величезної зіркової системи, яка називається Галактикою (ще її називають Чумацький Шлях). Наша Галактика має форму диска, схожого на дві складені тарілки краями. У центрі знаходиться округле ядро ​​Галактики.

Наша Галактика – вид збоку

Якщо подивитися на нашу Галактику зверху, то вона виглядає як спіраль, в якій зоряна речовина зосереджена, в основному, в її гілках, які називають галактичними рукавами. Рукави знаходяться в площині диска Галактики.

Наша Галактика – вид зверху

Наша Галактика містить понад 100 мільярдів зірок. Діаметр диска Галактики – близько 30 тисяч парсек (100 000 світлових років), а товщина – близько 1000 світлових років.

Зірки всередині диска рухаються круговими траєкторіями навколо центру Галактики, подібно до того, як планети в Сонячній системі обертаються навколо Сонця. Обертання Галактики відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на Галактику з боку її північного полюса (що знаходиться в сузір'ї Волосся Вероніки). Швидкість обертання диска не однакова різних відстанях від центру: вона зменшується у міру віддалення від нього.

Чим ближче до центру Галактики - тим вища щільність зірок. Якби ми жили на планеті біля зірки, що знаходиться поблизу ядра Галактики, то на небі було б видно десятки зірок, за яскравістю порівнянних із Місяцем.

Однак Сонце знаходиться дуже далеко від центру Галактики, можна сказати – на її околиці, на відстані близько 26 тис. світлових років (8,5 тисяч парсек), поблизу площини галактики. Воно розташоване в рукаві Оріона, з'єднаному з двома більшими рукавами - внутрішнім рукавом Стрільця та зовнішнім Рукавом Персея.

Сонце рухається зі швидкістю близько 220-250 кілометрів на секунду навколо центру Галактики і робить повний оберт навколо її центру, за різними оцінками, за 220-250 мільйонів років. За час свого існування Період звернення Сонця разом із навколишніми зірками біля центру нашої зіркової системи називають галактичним роком. Але слід розуміти, що загального періоду для Галактики немає, оскільки вона обертається не як тверде тіло. Сонце за час свого існування облетіло Галактику приблизно 30 разів.

Звернення Сонця навколо центру Галактики має коливальний характер: кожні 33 мільйони років воно перетинає галактичний екватор, потім піднімається над його площиною на висоту 230 світлових років і знову опускається до екватора.

Цікаво, що Сонце робить повний оберт навколо центру Галактики точно за той же час, що й спіральні рукави. В результаті Сонце не перетинає області активного зіркоутворення, в яких часто спалахують наднові джерела згубного для життя випромінювання. Тобто воно знаходиться в секторі Галактики, максимально сприятливому для зародження та підтримання життя.

До речі...

Найбільш допитливі чомучки, напевно, не зупиняться і на цьому і запитають: "А наша Галактика теж обертається навколо якогось центру?"

І знову відповідь – так.

Чумацький Шлях входить до групи галактик, пов'язаних між собою гравітаційними силами, яку називають місцевою групою. Крім Чумацького шляху, до неї входять галактика Андромеди та галактика Трикутника, а також близько 50 дрібніших галактик. Діаметр Місцевої групи - 1 мільйон парсек (мегапарсек), або 3 млн. світлових років.

Місцева група галактик, у свою чергу, є частиною ще більшого скупчення - Місцевого надскупчення Діви. Його розмір - 200 мільйонів світлових років, яке центр знаходиться на відстані 50 млн. світлових років від нас. Надскупчення обертається навколо осі, перпендикулярної його диску, і нагадує у сенсі звичайну галактику. Швидкість руху Місцевої групи навколо центру надгалактики – близько 400 кілометрів на секунду.

Наприкінці 20 століття астрономи з'ясували, що Місцеве надскупчення мчить зі швидкістю 500-700 кілометрів на секунду у бік величезного скупчення галактик, що володіє потужною гравітаційною силою (силою тяжіння), який назвали Великим Атрактором (англ. Great Attract). залучати, притягувати, полонити"). Він знаходиться на відстані приблизно 65 мільйонів парсек або 250 млн світлових років, у сузір'ї Накутника.

Ієрархія рухів, у яких бере участь наша планета:
а) обертання Землі навколо Сонця;
б) обертання разом із Сонцем навколо центру нашої Галактики;
в) рух щодо центру Місцевої групи галактик разом із усією Галактикою під дією гравітаційного тяжіння туманності Андромеди (галактики М31);
г) рух до скупчення галактик у сузір'ї Діви та рух до Великого Атрактора.

Місцеве скупчення, у свою чергу, - лише одне з безлічі скупчень галактик у Всесвіті. Сусідне з нашим скупчення знаходиться в сузір'ї Геркулеса на відстані 700 мільйонів світлових років, причому протягом приблизно 300 мільйонів світлових років на шляху до нього - повна порожнеча, немає галактик, ні зірок. Таким чином, речовина у Всесвіті розподілена не рівномірно і не хаотично, а у вигляді осередків, у гранях яких зосереджена речовина, а всередині осередків - гігантські абсолютно порожні простори-"бульбашки". Галактики та їх скупчення розташовані в порядку, що нагадує бджолині стільники неймовірних розмірів. Чим ближче до стиків таких осередків, тим сильніше сконцентрована речовина. Чим зумовлена ​​така симетрична, впорядкована структура? На це питання сьогодні немає відповіді.