Собственное движение

Собственное движение (светила) - угловое смещение видимого расположение на небесной сфере, связанное с его движением относительно Солнечной системы. Следовательно,собственное движение не совсем «свой» (т.е., присущий именно какой-нибудь звезды), поскольку в него включается и компонента, обусловленная движением Солнца.

Следует отметить, что собственного движения не касаются периодические изменения координат звезд, вызванных движением планеты Земля. Это явления прецессии, нутации,аберрации света и параллакса. Большинство из них была изучена астрономами 18-19 века (от Брэдли к Бесселя) и определены стали этих фундаментальных в астрономии величин. Они определяют преобразования наблюдательных координат в некоторые усредненных в экваториальной системе координат соответствующей эпохи, не зависящие от движения нашей планеты.

История

1718 Эдмунд Галлей обратил внимание на изменения в расположении на небосклоне нескольких якравих зрение сравнению с каталогом Птолемея-Гиппарха, со времени составления которого тогда прошло полторы тысячи лет. Например, самая яркая звезда земного неба - Сириус - сдвинулась почти на полтора диаметра Луны на юг относительно соседних звезд, а ярчайшая звезда северного неба - Арктур - на два диаметра. Такие отклонения нельзя было объяснить ошибками каталога Птолемея, не превышали четверти диаметра Луны.

Открытие Галлея вскоре (1728 года) было подтверждено Джеймсом Брэдли. Периода «незыблемых зрение», продолжавшийся в астрономии почти 2000 лет, пришел конец.

Точность измерения небесных координат в начале XX-го столетия составляла доли угловой секунды, собственные движения были известны с точностью на порядок выше.

В Предварительном общего каталога Льюиса Босса (1910 год) приведены собственные движения 6188 звезд на эпоху 1900, а окончательная версия Общего каталога, изданная его сыном Бенджамином 1936 года, содержала данные о 33 342 звезды.

Наблюдения показали, что звезды со значительными собственными движениями (более угловой секунды в год) в основном расположены неподалеку.

Фотографические методы исследования, которые стали широко внедряться в астрономии с конца XIX века, позволили составить почти полный перечень зрение со значительными собственными движениями (путем сравнения изображений фотографических отзывов неба, сделанных с промежутком во много лет). Точность определения собственных движений вфундаментальных каталогах конца XX века достигла нескольких угловых миллисекунд, а общее количество звезд, для которых были определены собственные движения, в 1995 году превышала 50 тыс. Однако большинство зрение настолько далеки от нас, что их собственные движения очень малы (около угловой миллисекунды в год).

Новым значительным шагом в изучении собственных движений стали космические телескопы. Благодаря миссии Гиппаркоса стали известны параллакс (а значит - и расстояния) и собственные движения около миллиона звезд (1997 год).

Определения собственных движений

Собственное движение обычно обозначается греческой буквой .

Он определяется двумя компонентами: позиционным углом и величиной этого движения. Позиционный угол указывает направление движения на небесной сфере (0 ° означает движение в направлении северного полюса мира), а величина собственного движения (в угловых секундах в год) определяется вторым компонентом.

Собственное движение также может быть подано как изменение обоих небесных координат:

• прямого восхождения (μ_a)
• склонение (μ_δ).

Именно такой вариант часто применяется в астрономических каталогах, поскольку традиционно собственное движение определяли по каждой координате отдельно.

Предположим, что объект перемещается в течение года с точки с координатами (α, δ) до точки с координатами (α₁, δ₁). Тогда изменение угловых координат (в угловых секундах в год) и будет его собственным движением:

Если собственные движения звезд небольшие, такой способ вычисления иметь значительную погрешность. Точнее можно определить собственное движение, сравнивая изменение координат, которая накапливается в течение нескольких лет (или десятилетий). Если координаты небесного тела приведены к эпохе t₁ составляют (α₁, δ₁), а в эпоху t₂ меняются на (α₂, δ₂), компоненты собственного движения можно вычислить по следующим формулам:

Соотношение между двумя вариантами определения

где δ - склонение. Множитель cos δ учитывает тот факт, что условный радиус круга небесной сферы уменьшается как cos δ, например, становится нулевым на полюсе. Т.е. вклад компоненты движения, параллельной небесному экватору, в общую величину уменьшается с приближением к полюсам.

Позиционный угол θ связан с компонентами следующим образом:

Поперечная и пространственная скорость

Поперечная относительная скорость V_T (проекция относительной скорости на небесную сферу) определяется по формуле , Где D - расстояние (в парсеках), а скорость определяется в километрах в секунду. Для Сириуса (μ = 1,315 "; D = 2,7 пк) это означает скорость 17 км / с, для Арктура (μ = 2,287"; D = 11,1 пк) - 120 км / с.

Полную (или пространственную) относительную скорость V можно определить с учетом ее радиальной компоненты V_R, определяемая по допплеровским сдвигом отдельных линий вспектрах. Поскольку она перпендикулярна поперечной составляющей, то 

Значение в астрономии

Изучение собственных движений звезд позволило сделать важные выводы относительно вращения Млечного Пути и движения в нем Солнца. Солнце вместе с другими звездами вращается вокруг центра нашей Галактики приблизительно круговой орбите радиусом 8 ± 0.65 кпк со скоростью около 220 км / с, которую можно считать скоростью вращения Галактики на этом радиусе. Период вращения составляет около 230 млн. лет. Сейчас движение Солнца по орбите направлен в направлении созвездия Лебедя.

Собственное движение галактик в Местной группе подробно описано в Röser. 2005 года было сделано первые измерения собственного движения Галактики Треугольника (M33), третьей по величине спиральной галактики в Местной группе, расположенной на расстоянии 860 ± 28 УПК от Млечного Пути. Хотя как известно галактика Андромеды двигается и ее столкновения с нашей галактикой предусмотрено где-то за 5-10 миллиардов лет, однако собственное движение этой галактики, находящейся на расстоянии около 786 кпк, остается неопределенным с верхней границей ≈ 100 км / с.