ДВИЖЕНИЯ ЗВЕЗД В ГАЛАКТИКЕ

Собственные движения звезд. Звезды в древности считались
неподвижными друг относительно друга. Однако в XVIII в. было об-
наружено очень медленное перемещение Сириуса по небу. Оно
заметно лишь при сравнении точных измерений его положения, сде-
ланных с промежутком времени в десятилетия.

Собственным движением звезды ц называется ее видимое угло-
вое смещение по небу за один год. Оно выражается долями секун-
ды дуги в год.

Только звезда Барнарда проходит за год дугу в 10", что
за 200 лет составит 0,5°, или видимый поперечник Луны. За это
звезду Барнарда назвали «летящей». Но если расстояние до звезды
неизвестно, то ее собственное движение мало что говорит об
ее истинной скорости.

Например, пути, пройденные звездами за год (рис. 98), могут
быть разные: SXA, S2C, а соответствующие им собственные дви-
жения (р,) одинаковые.

Компоненты пространственной скорости звезд. Скорость звез-
ды в пространстве можно представить как векторную сумму двух
компонент, один из которых направлен вдоль луча зрения, другой
перпендикулярен ему. Первый компонент представляет собой луче-
вую, второй — тангенциальную скорость. Собственное дви-
жение звезды определяется лишь ее тангенциальной скоростью и не
зависит от лучевой. Чтобы вычислить тангенциальную скорость
Vx в километрах в секунду, надо р, выраженное в радианах в год,
умножить на расстояние до звезды Ј), выраженное в километрах,

115

Рис. 98. Собственное движение ja, лу-
чевая Vr, тангенциальная VT и
полная пространственная ско-
рость звезды V0.

Рис. 99. Изменение видимого распо-
ложения ярких звезд со-
звездия Большой Медведицы
вследствие их собственных
движений: сверху—50 тыс.
лет назад; в середине — в на-
стоящее время; внизу — че-
рез 50 тыс. лет.

и разделить на число секунд в
году. Но так как на практике |л
всегда определяется в секундах
дуги, a D в парсеках, то для вы-
числения Vx в километрах в се-
кунду получается формула:

Vx = 4,74 \iD.

Если определена по спектру и
лучевая скорость звезды Vr, то
пространственная скорость ее V
будет равна:

к = VWTTT.

Скорости звезд относительно
Солнца (или Земли) обычно со-
ставляют десятки километров в
секунду.

Собственные движения звезд
определяют, сравнивая фотогра-
фии выбранного участка неба, сде-
ланные на одном и том же телеско-
пе через промежуток времени, из-
меряемый годами или даже десяти-
летиями. Из-за того, что звезда
движется, ее положение на фоне
более далеких звезд за это вре-
мя немного изменяется. Смещение
звезды на фотографиях измеря-
ют с помощью специальных микро-
скопов Такое смещение удается
оценить лишь для сравнительно
близких звезд.

В отличие от тангенциальной
скорости лучевую скорость можно
измерить, даже если звезда очень
далека, но яркость ее достаточна
для получения спектрограммы.

Звезды, близкие друг к другу
на небе, в пространстве могут
быть расположены далеко друг
от друга и двигаться с различ-
ными скоростями. Поэтому по ис-
течении тысячелетий вид созвез-
дий должен сильно меняться вслед-
ствие собственных движений звезд
(рис. 99).

Движение Солнечной системы.

В начале XIX в. В. Гершель

116

установил по собственным движениям немногих близких звезд, что
по отношению к ним Солнечная система движется в направлении соз-
вездий Лиры и Геркулеса. Направление, в котором движется Сол-
нечная система, называется апексом движения. Впоследствии,
когда стали определять по спектрам лучевые скорости звезд, вывод
Гершеля подтвердился. В направлении апекса звезды в среднем
приближаются к нам со скоростью 20 км/с, а в противоположном
направлении с такой же скоростью в среднем удаляются от нас.

Итак, Солнечная система движется в направлении созвездий
Лиры и Геркулеса со скоростью 20 км/с по отношению к соседним
звездам Задавать вопрос о том, когда мы долетим до созвездия
Лиры, бессмысленно, так как созвездие не является пространственно
ограниченным образованием. Одни звезды, которые сейчас мы отно-
сим к созвездию Лиры, мы минуем раньше (на огромном от них
расстоянии), другие будут всегда оставаться практически так же
далеки от нас, как и сейчас.

29 1. Собственное движение звезды составляет 0,1" в год. Расстояние до нее
10 пк. Какова ее тангенциальная скорость?

У звезды (см. предыдущую задачу) лучевая скорость 10 км/с. Какова ее
пространственная скорость?

Сравнивая на рисунке относительное положение первой и третьей слева
звезд ручки ковша Большой Медведицы (рис. 99), примерно оцените (в долях
мм) их относительный сдвиг за 50 лет, если масштаб фотографии больше,
чем на этом рисунке, в 10 раз.

Если звезда (см. задачу 1) приближается к нам со скоростью 100 км/с,
то как изменится ее яркость за 100 лет?

4. Вращение Галактики. Все звезды Галактики обращаются вокруг
ее центра. Угловая скорость обращения звезд во внутренней
области Галактики (почти до Солнца) примерно одинакова, а
внешние ее части вращаются медленнее. Этим обращение звезд
в Галактике отличается от обращения планет в Солнечной сис-
теме, где и угловая, и линейная скорости быстро уменьшаются
с увеличением радиуса орбиты. Это различие связано с тем,
что ядро Галактики не преобладает в ней по массе, как Солн-
це в Солнечной системе.

Солнечная система совершает полный оборот вокруг центра
Галактики примерно за 200 млн. лет со скоростью 250 км/с.