Андрієвський С.М. Климишин І.А. Курс загальної астрономії. Навчальний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

381

Îäíà îñîáëèâ³ñòü ä³àãðàì áàãàòüîõ êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü îäðàçó çâåðòàº íà

ñåáå óâàãó: âèùå òî÷êè ïîâîðîòó, íà óÿâíîìó ïðîäîâæåíí³ ãîëîâíî¿ ïîñë³-

äîâíîñò³ ó ñòîðîíó á³ëüø âèñîêî¿ ñâ³òíîñò³ ³ åôåêòèâíî¿ òåìïåðàòóðè, âñå

æ çíàõîäèòüñÿ äåÿêà ê³ëüê³ñòü ç³ð. Òèì ÷àñîì, çã³äíî ç³ ñòàíäàðòíîþ òåîð³-

ºþ çîðÿíî¿ åâîëþö³¿ (äèâ. ï³äðîçä³ë 21.3) òàê³ çîð³ ç ìàñîþ, ÿêà ïåðåâèùóº

ÒÏ

, çíàõîäèòèñÿ íà ãîëîâí³é ïîñë³äîâíîñò³ íå ïîâèíí³ á. Ï³ñëÿ â³äêðèòòÿ

ó 40-õ ðîêàõ ÕÕ ñòîë³òòÿ öèõ íåçâè÷àéíèõ ÷ëåí³â êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü âîíè

îäåðæàëè íàçâó áëàêèòí³ áðîäÿãè (â³ä àíãë³éñüêîãî òåðì³íà — blue stragglers).

Íåçâàæàþ÷è íà òå, ùî äëÿ ïîÿñíåííÿ ¿õ ôåíîìåíó áóëî çàïðîïîíîâàíî äå-

ê³ëüêà ã³ïîòåç, ïðèðîäà öèõ ç³ð âñå ùå çàëèøàºòüñÿ äî ê³íöÿ íå ç’ÿñîâàíîþ.

Íåäàâíî âèÿâèëè, ùî äåÿê³ êóëÿñò³ ñêóï÷åííÿ ç³ð º äæåðåëàìè ïîòóæíî-

ãî ðåíòãåí³âñüêîãî âèïðîì³íþâàííÿ. Öå ïîâ’ÿçóþòü ç àêðåö³ºþ ì³æçîðÿíîãî

ãàçó íà ìàñèâí³ ÷îðí³ ä³ðè. Ââàæàºòüñÿ, ùî â öåíòðàõ êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü, äå

ïðîñòîðîâà çîðÿíà êîíöåíòðàö³ÿ äîñÿãàº äîñèòü âèñîêîãî çíà÷åííÿ, ìàñèâ-

í³ ÷îðí³ ä³ðè ìîæóòü óòâîðþâàòèñÿ âíàñë³äîê çëèòòÿ ïîîäèíîêèõ ç³ð.

Ðîçñ³ÿí³ çîðÿí³ ñêóï÷åííÿ ñêëàäàþòüñÿ ç äåê³ëüêîõ äåñÿòê³â, ñîòåíü, ³íîä³

òèñÿ÷ ç³ð ³ íå ìàþòü ÷³òêî âèçíà÷åíî¿ ôîðìè, ¿õí³ ä³àìåòðè — â³ä 2 ïê äî

20 ïê. Ïðîñòîðîâà çîðÿíà êîíöåíòðàö³ÿ òóò ìîæå ñòàíîâèòè â³ä 0,5 çîð³ íà

êóá³÷íèé ïàðñåê äî 10

ç³ð/ïê

ó íàéáàãàòøèõ çîðÿìè ñêóï÷åííÿõ.

Ð è ñ. 19.3. Ä³àãðàìà êîë³ð — çîðÿíà âåëè÷èíà äëÿ êóëÿñòîãî çîðÿíîãî ñêó-

ï÷åííÿ M 3 (NGC 5272) ç ñóç³ð’ÿ Ãîí÷èõ Ïñ³â. I — ãîëîâíà ïîñë³äîâí³ñòü, II

— òî÷êà ïîâîðîòó â³ä ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³, III — â³òêà ÷åðâîíèõ ã³ãàí-

ò³â, IV — àñèìïòîòè÷íà â³òêà ã³ãàíò³â, V — ãîðèçîíòàëüíà â³òêà ç ïðîâàëîì

Ãåðöøïðóíãà, VI — áëàêèòí³ áðîäÿãè

Розділ19.Наша:алатиа

382

Âèä³ëèòè ò³ çîð³, ÿê³ ôàêòè÷íî â³äíîñÿòüñÿ äî îêðåìîãî ðîçñ³ÿíîãî ñêóï-

÷åííÿ, à íå ïðîåêòóþòüñÿ âèïàäêîâî íà íüîãî, çîâñ³ì íåëåãêî. Äëÿ öüîãî

äîâîäèòüñÿ äîñë³äæóâàòè ñïåêòðè ç³ð — êàíäèäàò³â ó ÷ëåíè ñêóï÷åííÿ ç ìå-

òîþ âèçíà÷åííÿ ¿õ ïðîìåíåâèõ øâèäêîñòåé (äëÿ ÷ëåí³â ñêóï÷åííÿ âîíè ó

ìåæàõ ïîõèáîê ïîâèíí³ ñï³âïàäàòè), à òàêîæ âèâ÷àòè âëàñí³ ðóõè ç³ð.

Âñòàíîâëåíî, ùî ìàéæå âñ³ ðîçñ³ÿí³ çîðÿí³ ñêóï÷åííÿ ðîçòàøîâàí³ â

ïëîùèí³ Ìîëî÷íîãî Øëÿõó àáî ïîáëèçó íå¿. Ê³ëüê³ñòü â³äîìèõ ãàëàêòè÷-

íèõ ðîçñ³ÿíèõ çîðÿíèõ ñêóï÷åíü ñÿãàº 1200, àëå ââàæàºòüñÿ, ùî öå ëèøå

ìàëà ÷àñòêà â³ä óñ³õ ðîçñ³ÿíèõ ñêóï÷åíü Ãàëàêòèêè (á³ëüø³ñòü ç íèõ ïðè-

õîâàíà ãóñòèìè ãàçîïèëîâèìè õìàðàìè, ÿêèõ áàãàòî â ãàëàêòè÷í³é ïëî-

ùèí³). Î÷³êóâàíà ê³ëüê³ñòü òàêèõ ôîðìóâàíü ó Ãàëàêòèö³ äîð³âíþº áëè-

çüêî 20 000.

Íàéÿñêðàâ³øå ðîçñ³ÿíå ñêóï÷åííÿ — Ïëåÿäè ó ñóç³ð’¿ Òåëüöÿ (ðèñ. 19.4).

Íåîçáðîºíèì îêîì òóò âèäíî ñ³ì ç³ð, ïðè ñïîñòåðåæåííÿõ ó òåëåñêîï — áëè-

çüêî 200, à íà ôîòîãðàô³ÿõ ç òðèâàëîþ åêñïîçèö³ºþ — ïîíàä 300. Âîíî çíà-

õîäèòüñÿ íà â³äñòàí³ 130 ïê â³ä Ñîíöÿ. Ä³àãðàìà êîë³ð — çîðÿíà âåëè÷èíà

äëÿ Ïëåÿä ïîêàçàíà íà ðèñ. 19.5.

Â³ê Ïëåÿä îö³íþþòü â 100 ìëí. ðîê³â. Äåùî ñòàð³øèì (630 ìëí. ðîê³â)

³ çíà÷íî áëèæ÷èì äî Ñîíöÿ (â³äñòàíü 50 ïê) º ñêóï÷åííÿ Ã³àäè, ÿêå òåæ

ðîçòàøîâàíå â ñóç³ð’¿ Òåëüöÿ. Â ö³ëîìó, â³ê ðîçñ³ÿíèõ ñêóï÷åíü çíàõîäèòü-

ñÿ ó ìåæàõ â³ä ê³ëüêîõ ì³ëüéîí³â äî ì³ëüÿðä³â ðîê³â. ßê ïðàâèëî, ðîçñ³ÿí³

çîðÿí³ ñêóï÷åííÿ ñêëàäàþòüñÿ â îñíîâíîìó ç ç³ð ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³.

×åðâîíèõ ã³ãàíò³â ³ íàäã³ãàíò³â â íèõ ìàëî àáî íåìàº çîâñ³ì. Ó äåÿêèõ ðîç-

ñ³ÿíèõ ñêóï÷åííÿõ âèÿâëåí³ çîð³ — áëàêèòí³ áðîäÿãè. Ð³çíèöÿ ó â³ö³ ì³æ

ñêóï÷åííÿìè ïðèçâîäèòü äî ñóòòºâèõ â³äì³í ó âèãëÿä³ ¿õ ä³àãðàì êîë³ð —

çîðÿíà âåëè÷èíà. ßêùî ó ñêëàä³ ìîëîäèõ ñêóï÷åíü íà ãîëîâí³é ïîñë³äîâ-

Ð è ñ. 19.4. Ðîçñ³ÿíå çîðÿíå ñêóï÷åííÿ Ïëåÿäè

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

383

íîñò³ ïðèñóòí³ çîð³ ð³çíèõ ìàñ, âêëþ÷àþ÷è ³ äîñèòü ìàñèâí³ çîð³ ðàíí³õ

ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â (ïîêàçíèê êîëüîðó, íàïðèêëàä (B — V ), º â³ä’ºìíèé

àáî äîäàòíèé ³ áëèçüêèé äî íóëÿ), òî â ñêóï÷åííÿõ çíà÷íîãî â³êó íà ãî-

ëîâí³é ïîñë³äîâíîñò³ çíàõîäÿòüñÿ ò³ëüêè çîð³ ï³çí³õ ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â

(ïîð³âíÿéòå ðèñ. 19.5 ³ 19.6).

Ð è ñ. 19.5. Ä³àãðàìà êîë³ð — çîðÿíà âåëè÷èíà äëÿ Ïëåÿä

Ð è ñ. 19.6. Ä³àãðàìà êîë³ð — çîðÿíà âåëè÷èíà äëÿ Ã³àä

Розділ19.Наша:алатиа

384

Çîðÿí³ óãðóïóâàííÿ, â ÿêèõ êîíöåíòðàö³ÿ ç³ð íåíàáàãàòî ïåðåâèùóº ñåðåä-

íþ äëÿ ãàëàêòè÷íîãî äèñêà (0,1 ç³ð/ïê

), ìàþòü íàçâó çîðÿí³ àñîö³àö³¿. Ãðóí-

òîâí³øå ïî÷àâ ¿õ âèâ÷àòè ó 1947 ð. â³ðìåíñüêèé ó÷åíèé Â. À. Àìáàðöóìÿí

(1908–1996), âèä³ëèâøè ãðóïè ãàðÿ÷èõ ç³ð âèñîêî¿ ñâ³òíîñò³ ñïåêòðàëüíèõ

êëàñ³â Î ³ Â â ÎÂ-àñîö³àö³¿. Êð³ì íèõ ³ñíóþòü òàêîæ Ò-àñîö³àö³¿ — ñêóï÷åííÿ

íåïðàâèëüíèõ çì³ííèõ ç³ð-êàðëèê³â òèïó Ò Òåëüöÿ. Íàéáëèæ÷à Ò-àñîö³àö³ÿ

— ó ñóç³ð’¿ Îð³îíà, ó í³é íàë³÷óºòüñÿ ïîíàä 500 çì³ííèõ ç³ð òèïó Ò Òåëüöÿ.

ÎÂ- ³ Ò-àñîö³àö³¿ áóâàþòü óñåðåäèí³ ïîòóæíèõ ãàçîïèëîâèõ êîìïëåêñ³â.

Î÷åâèäíî, òóò çãðóïîâàí³ çîð³, ÿê³ ëèøå ðîçïî÷èíàþòü ñâ³é ðîçâèòîê.

19.4. Âëàñí³ ðóõè ³ ïðîìåíåâ³ øâèäêîñò³ ç³ð

Âëàñíèì ðóõîì çîð³ íàçèâàºòüñÿ ¿¿ êóòîâå çì³ùåííÿ íà íåáåñí³é ñôåð³ çà

ð³ê, îáóìîâëåíå ðóõîì çîð³ â³äíîñíî Ñîíöÿ. Éîãî ïîçíà÷àþòü ãðåöüêîþ ë³-

òåðîþ µ. Çì³íà ïîëîæåííÿ çîð³ çà ð³ê ïî ïðÿìîìó ï³äíåñåííþ â ãðàäóñí³é ì³ð³

âçäîâæ âåëèêîãî êîëà ïîçíà÷àºòüñÿ µ

, ïî ñõèëåííþ — µ

. Äëÿ äîñë³äæóâà-

íî¿ çîð³ ¿õ âèçíà÷àþòü øëÿõîì ïîð³âíÿííÿ ¿¿ òî÷íîãî ïîëîæåííÿ íà ôîòî-

ãðàô³÷íèõ çí³ìêàõ íåáà, çðîáëåíèõ ç ³íòåðâàëîì ÷àñó ó äåê³ëüêà äåñÿòê³â ðî-

ê³â. Ò³ëüêè óïðîäîâæ äîñòàòíüî äîâãîãî ³íòåðâàëó ìîæíà ñïîä³âàòèñÿ âèÿâèòè

êóòîâå çì³ùåííÿ, ÿêå íà ïðàêòèö³ º äóæå ìàëèì. Îòðèìàí³ ó òàêèé çàñ³á çíà-

÷åííÿ µ

³ µ

ïåðåðàõîâóþòü íà ³íòåðâàë ÷àñó â îäèí ð³ê, ïîâíå æ êóòîâå çì³-

ùåííÿ çîð³ çà ð³ê µ îá÷èñëþþòü çà òåîðåìîþ Ï³ôàãîðà

αδ

µ= µ +µ

Çàóâàæèìî, ùî êîæíà çîðÿ ðóõàºòüñÿ â ïðîñòîð³ ç ïåâíîþ âëàñíîþ

øâèäê³ñòþ V ï³ä äîâ³ëüíèì êóòîì ϕ äî íàïðÿìó ñïîñòåð³ãà÷ — çîðÿ (ðèñ.

19.7). Òîìó êóòîâå çì³ùåííÿ µ ëèøå ÷àñòêîâî õàðàêòåðèçóº ¿¿ ñïðàâæí³é

ðóõ ó ïðîñòîð³. Ïðîñòîðîâó øâèäê³ñòü çîð³ â³äíîñíî Ñîíöÿ ìîæíà çíàé-

òè, ÿêùî â³äîì³ ¿¿ òàíãåíö³àëüíèé ³ ðàä³àëüíèé êîìïîíåíòè. Íåõàé r — â³ä-

ñòàíü â³ä çîð³ äî ñïîñòåð³ãà÷à, π — ¿¿ ð³÷íèé ïàðàëàêñ. ßêùî π âèì³ðÿíèé

â ðàä³àíàõ, òî r = a/π (a = 1,5⋅10

êì — à. î.), à çàäàíîìó çì³ùåííþ çîð³

çà ð³ê µ (ó ïðîåêö³¿ íà íåáåñíó ñôåðó) â³äïîâ³äàº ë³í³éíå çì³ùåííÿ ó ïðî-

ñòîð³ l = rµ = aµ/π, ÿêùî µ òàêîæ ó ðàä³àíàõ. Íåõàé V

— ïðîåêö³ÿ øâèä-

êîñò³ çîð³ íà êàðòèííó ïëîùèíó, ùî ïåðïåíäèêóëÿðíà äî ïðîìåíÿ çîðó.

Òàêà ïðîåêö³ÿ áóäå òàíãåíö³àëüíîþ øâèäê³ñòþ çîð³. Òîä³ çà ð³ê (òîáòî çà

÷àñ t

= 3,16⋅10

ñ) çîðÿ â ïëîùèí³, ïåðïåíäèêóëÿðí³é äî íàïðÿìó Ñîíöå

— çîðÿ, ïðîõîäèòü ë³í³éíó â³äñòàíü l = V

. Çâ³äñè çíàõîäèìî, ùî:

= l/t

= aµ/(π⋅t

)

= 4,74µ/π, êì/ñ (19.2)

Ïðîåêö³ÿ V

øâèäêîñò³ çîð³ íà íàïðÿì çîðÿ — ñïîñòåð³ãà÷, ÿê âæå çíàº-

ìî (äèâ. ï³äðîçä³ë 8.7), íàçèâàºòüñÿ ïðîìåíåâîþ øâèäê³ñòþ çîð³. Íàãàäàº-

ìî, ùî ¿¿ âèçíà÷àþòü çà äîïëåð³âñüêèì çì³ùåííÿì ë³í³é ∆λ ó ñïåêòð³ çîð³:

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

385

∆λ

êì/ñ (19.3)

Äàë³ çà òåîðåìîþ Ï³ôàãîðà îá÷èñëþþòü ³ ïðîñòîðîâó øâèäê³ñòü çîð³ â³ä-

íîñíî Ñîíöÿ V, ïðè öüîìó âðàõîâóþòü ðóõ Çåìë³ ùîäî Ñîíöÿ, ¿¿ îáåðòàííÿ

íàâêîëî îñ³ ³ ðóõ íàâêîëî öåíòðà ìàñ ó ñèñòåì³ Çåìëÿ — Ì³ñÿöü.

Âæå íàéáëèæ÷èì ÷àñîì áóäóòü âèì³ðÿí³ âëàñí³ ðóõè áëèçüêî 7 ìëí. ç³ð

ç òî÷í³ñòþ 0,5" (öåé ïðîåêò âèêîíóº Ìîðñüêà Îáñåðâàòîð³ÿ ÑØÀ). Ïðîìå-

íåâ³ øâèäêîñò³ íà ñüîãîäí³øí³é äåíü âèì³ðÿí³ â ïîíàä 40 000 ç³ð.

Íàéá³ëüøèé ç â³äîìèõ âëàñíèé ðóõ ìàº çîðÿ Áàðíàðäà (êàðëèê ñïåêòðàëü-

íîãî êëàñó M4 âèäèìî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè 9,54

)

Äëÿ íå¿ çíàéäåíî µ = 10,36".

Òàíãåíö³àëüíà øâèäê³ñòü V

= 89 êì/ñ, ïðîìåíåâà V

= –111 êì/ñ, â³äñòàíü äî

ö³º¿ çîð³ r = 1,82 ïê.

19.5. Ðóõ Ñîíÿ÷íî¿ ñèñòåìè. Îáåðòàííÿ Ãàëàêòèêè

Çíàéäåí³ ç³ ñïîñòåðåæåíü øâèäêîñò³ ç³ð íå â³äîáðàæàþòü ïîâí³ñòþ ¿õ-

í³õ âëàñíèõ ðóõ³â ó Ãàëàêòèö³, îñê³ëüêè ö³ øâèäêîñò³ âèçíà÷åí³ â³äíîñ-

íî Ñîíöÿ, ÿêå ðàçîì ³ç Çåìëåþ òà ³íøèìè ïëàíåòàìè òàêîæ ðóõàºòüñÿ ó

ïðîñòîð³. Òîáòî ó âèçíà÷åíèõ øâèäêîñòÿõ ç³ð º êîìïîíåíò, çóìîâëåíèé

Ð è ñ. 19.7. Ñêëàäîâ³ ïðîñòîðîâî¿ øâèäêîñò³ çîð³ V (çâè÷àéíî ¿¿ ïåðåîá÷èñ-

ëþþòü â³äíîñíî Ñîíöÿ): V

— òàíãåíö³àëüíà øâèäê³ñòü; V

— ïðîìåíåâà

øâèäê³ñòü

Розділ19.Наша:алатиа

386

ïðîñòîðîâèì ðóõîì Ñîíöÿ ³ ÿêèé íàçèâàºòüñÿ ïàðàëàêòè÷íèì êîìïîíåí-

òîì øâèäêîñò³.

Øâèäêîñò³ ç³ð, çâ³ëüíåí³ â³ä âïëèâó âëàñíîãî ðóõó Ñîíöÿ ó ïðîñòîð³,

íàçèâàþòüñÿ ïåêóëÿðíèìè øâèäêîñòÿìè ç³ð (â³ä. ëàò. peculiaris — âëàñòèâèé,

îñîáëèâèé). Äëÿ ¿õ îá÷èñëåííÿ ñïî÷àòêó òðåáà âèçíà÷èòè ñàì³ êîìïîíåí-

òè ïðîñòîðîâî¿ øâèäêîñò³ Ñîíöÿ.

Â ðåçóëüòàò³ ðåòåëüíèõ ñïîñòåðåæåíü ç³ð äî 6

áóëî âñòàíîâëåíî, ùî:

— ó ñåðåäíüîìó íàéìåíøèé âëàñíèé ðóõ ìàþòü çîð³, ÿê³ êîíöåíòðó-

þòüñÿ äî äâîõ âçàºìíî ïðîòèëåæíèõ ä³ëÿíîê íåáà — îäíå ó ñóç³ð’¿

Ãåðêóëåñà ç ïðèáëèçíèìè êîîðäèíàòàìè öåíòðà α ≈ 18

, δ ≈ +30° ³

äðóãå — â ñóç³ð’¿ Ãîëóáà (6

, –30°

);

— íàéá³ëüøèé ó ñåðåäíüîìó âëàñíèé ðóõ ìàþòü çîð³, ÿê³ íà íåá³ çíàõî-

äÿòüñÿ ó ìåæàõ ñìóãè, ðàâíîâ³ääàëåíî¿ íà 90° â³ä öåíòð³â âêàçàíèõ ä³-

ëÿíîê;

— ñåðåäíº çíà÷åííÿ ïðîìåíåâî¿ øâèäêîñò³ çà ìîäóëåì º ìàêñèìàëüíèì

äëÿ ç³ð ç ä³ëÿíîê ó ñóç³ð’ÿõ Ãåðêóëåñà ³ Ãîëóáà, à ì³í³ìàëüíèì ó ìåæàõ

âèùåçãàäàííî¿ ñìóãè;

— äëÿ ç³ð ó íàïðÿì³ ñóç³ð’ÿ Ãåðêóëåñà ñåðåäíº çíà÷åííÿ ïðîìåíåâî¿

øâèäêîñò³ º â³ä’ºìíèì, à äëÿ ç³ð ó íàïðÿì³ ñóç³ð’ÿ Ãîëóáà — äîäàòíèì.

Âèõîäÿ÷è ç öèõ ñïîñòåðåæóâàíèõ ôàêò³â, ìîæíà ä³éòè âèñíîâêó, ùî ó

ãàëàêòè÷íîìó ïðîñòîð³ â³äíîñíî ãðóïè ÿñêðàâèõ ç³ð íàøà Ñîíÿ÷íà ñèñòå-

ìà ðóõàºòüñÿ ó íàïðÿì³ íà ñóç³ð’ÿ Ãåðêóëåñà. Òà òî÷êà íåáà, ó íàïðÿì³ íà

ÿêó âîíà ðóõàºòüñÿ, íàçèâàºòüñÿ ñîíÿ÷íèì àïåêñîì (â³ä. ëàò. apex — âåðøè-

íà), à ä³àìåòðàëüíî ïðîòèëåæíà òî÷êà íåáà — ñîíÿ÷íèì àíòèàïåêñîì. Òî÷-

í³ êîîðäèíàòè àïåêñà âèçíà÷àþòü øëÿõîì äåòàëüíîãî ñòàòèñòè÷íîãî àíà-

ë³çó âëàñíîãî ðóõó äëÿ âåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ ç³ð, ðîçòàøîâàíèõ ó ð³çíèõ ä³ëÿí-

êàõ íåáà, àëå îá’ºäíàíèõ çà ÿêèìèñü ñï³ëüíèìè îçíàêàìè (íàïðèêëàä, çîð³

äî ïåâíî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè àáî ò³ëüêè çîð³ ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³ ç îêî-

ëèöü Ñîíöÿ, àáî ò³ëüêè â³ääàëåí³ â³ä Ñîíöÿ çîð³, íàïðèêëàä, çîð³ òèïó RR

Ë³ðè àáî ³í.). Ïðèðîäíî, ùî â³äíîñíî ð³çíèõ ãðóï ç³ð ðóõ Ñîíöÿ áóäå îïè-

ñóâàòèñÿ ð³çíèìè çíà÷åííÿìè ïðîñòîðîâî¿ øâèäêîñò³ òà ð³çíèì ïîëîæåí-

íÿì àïåêñà. ßê âæå áóëî ñêàçàíî âèùå, ðóõ Ñîíöÿ â³äíîñíî ÿñêðàâèõ ç³ð

íàïðàâëåíèé äî òî÷êè íåáà ç åêâàòîð³àëüíèìè êîîðäèíàòàìè α =18

δ = +30°. Öÿ òî÷êà — ñòàíäàðòíèé ñîíÿ÷íèé àïåêñ. ßêùî æ ³ç ö³º¿ ãðóïè

íàéÿñêðàâ³øèõ ç³ð âèëó÷èòè äîñèòü äàëåê³ çîð³-ã³ãàíòè ³ çàëèøèòè ëèøå

çîð³ ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³, ÿê³ çíàõîäÿòüñÿ çíà÷íî áëèæ÷å äî Ñîíöÿ, òî

ðóõ Ñîíöÿ áóäå ñïðÿìîâàíèé â òî÷êó ç äåùî â³äì³ííèìè â³ä ïîïåðåäí³õ êî-

îðäèíàòàìè: α = 17

, δ = +21°. Öåé àïåêñ çâóòü àïåêñîì îñíîâíîãî ðóõó

Ñîíöÿ. Â³í òàêîæ º â ñóç³ð’¿ Ãåðêóëåñà, à éîãî àíòèàïåêñ — ó ñóç³ð’¿ Ãîëóáà.

ßêùî êîîðäèíàòè àïåêñà íàä³éíî âñòàíîâëåí³, òî ïðîñòîðîâó øâèäê³ñòü

ðóõó Ñîíöÿ V



â³äíîñíî âèáðàíî¿ ãðóïè ç³ð ìîæíà âèçíà÷èòè ç ð³âíÿíü òèïó:

cos .

VV V

′

=− λ+



(19.4)

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

387

Òàêå ð³âíÿííÿ çàïèñóþòü äëÿ êîæíî¿ çîð³ ãðóïè. Ó íüîìó V

— ïðîìå-

íåâà øâèäê³ñòü çîð³, ÿêà âèçíà÷àºòüñÿ ³ç ñïåêòðàëüíèõ ñïîñòåðåæåíü, à

λ º êóòîâà â³äñòàíü çîð³ â³ä àïåêñà (îá÷èñëþºòüñÿ çà â³äîìèìè åêâàòîð³-

àëüíèìè êîîðäèíàòàìè çîð³ ³ àïåêñà). Ó ð³âíÿíí³ 19.4 º äâ³ íåâ³äîì³ —

øâèäê³ñòü ðóõó Ñîíöÿ V



³ ïåêóëÿðíà øâèäê³ñòü çîð³ V

'. Ê³ëüê³ñòü ð³â-

íÿíü äîð³âíþº ÷èñëó ç³ð N ó äîñë³äæóâàí³é ãðóï³. Òàêó ñèñòåìó ìîæíà

ðîçâ’ÿçàòè ìåòîäîì íàéìåíøèõ êâàäðàò³â. Ïðè öüîìó ðîáëÿòü äîñèòü

ïðèðîäíå ïðèïóùåííÿ, ùî

′

≈

∑

îñê³ëüêè ïåêóëÿðí³ øâèäêîñò³ ç³ð

º äîâ³ëüíèìè çà ìîäóëåì ³ íàïðÿìîì, òîìó ¿õí³ ïðîåêö³¿ íà ïðîì³íü çîðó

ïðè óñåðåäíåíí³ âçàºìíî âèêëþ÷àþòüñÿ. Òàêèì ÷èíîì îòðèìóºìî îäíå

íîðìàëüíå ð³âíÿííÿ äëÿ âèçíà÷åííÿ øâèäêîñò³ ðóõó Ñîíöÿ ïî â³äíî-

øåííþ äî ðîçãëÿíóòî¿ ãðóïè ç³ð:

cos

∑



(19.5)

Òàê áóëî çíàéäåíî, ùî â³äíîñíî ÿñêðàâèõ ç³ð Ñîíöå ðóõàºòüñÿ ç³ øâèä-

ê³ñòþ V



= 19,5 êì/ñ. ßêùî âèçíà÷èòè ðóõ Ñîíöÿ ò³ëüêè â³äíîñíî áëèçü-

êèõ ç³ð ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³, ðåçóëüòàò áóäå òàêèé: V



= 15,5 êì/ñ.

Âèì³ðþâàííÿ ïðîìåíåâèõ øâèäêîñòåé ³ âëàñíèõ ðóõ³â ç³ð äàº çìîãó çðî-

áèòè ïåâí³ âèñíîâêè íå ò³ëüêè ñòîñîâíî ðóõó Ñîíöÿ â³äíîñíî âèä³ëåíî¿ ãðó-

ïè ç³ð, à òàêîæ ùîäî éîãî îáåðòàííÿ íàâêîëî öåíòðà Ãàëàêòèêè. Ó á³ëüø

øèðîê³é ïîñòàíîâö³ ïðîáëåìè ìîâà éäå ïðî âèçíà÷åííÿ õàðàêòåðó çàëåæ-

íîñò³ øâèäêîñòåé ç³ð Ãàëàêòèêè â³ä â³äñòàí³ äî ¿¿ öåíòðà. Òóò ³ñíóþòü äâ³ ãðà-

íè÷í³ ìîæëèâîñò³ — çîð³ ó ãàëàêòè÷í³é ïëîùèí³ îáåðòàþòüñÿ íàâêîëî

öåíòðà çà çàêîíîì Êåïëåðà àáî çà çàêîíîì òâåðäîãî ò³ëà. Äëÿ ðîçãëÿäàííÿ

ïåðøî¿ ìîæëèâîñò³ âèõ³äíîþ ìîæå áóòè àíàëîã³ÿ ç ðóõîì ïëàíåò íàâêîëî

Ñîíöÿ. Íàïðèêëàä, ÿêùî r — â³äñòàíü ïëàíåòè â³ä Ñîíöÿ, Ò — ¿¿ ñèäåðè÷-

íèé ïåð³îä îáåðòàííÿ (Ò ∼ r

3/2

), òî êóòîâà øâèäê³ñòü îðá³òàëüíîãî ðóõó ïëà-

íåòè

3/2

ω= ∼

à ë³í³éíà — â³äïîâ³äíî

3/2

~~.

Òîáòî ç³

çðîñòàííÿì â³äñòàí³ â³ä Ñîíöÿ öÿ øâèäê³ñòü ïîâ³ëüíî çìåíøóºòüñÿ. Àíà-

ëîã³÷íèì ìàâ áè áóòè ³ ðóõ ç³ð ó ñèñòåì³, â ÿê³é îñíîâíà ÷àñòèíà ìàñè ñêî-

íöåíòðîâàíà â ¿¿ öåíòð³ ³ ÿêà ãðàâ³òàö³éíî îáóìîâëþº ðóõ ñâî¿õ ïåðèôåð³é-

íèõ ÷àñòèí. ², íàâïàêè, ó ñèñòåì³, ùî îáåðòàºòüñÿ ÿê òâåðäå ò³ëî (íàïðè-

êëàä, ÿê êîëåñî âåëîñèïåäà), êóòîâà øâèäê³ñòü íå çàëåæèòü â³ä â³äñòàí³ äî

öåíòðà, à ë³í³éíà øâèäê³ñòü ðóõó áóäü-ÿêîãî ô³êñîâàíîãî åëåìåíòà ìàñè

çðîñòàº çà çàêîíîì V ∼ r. ßê ïîêàçàâ àíàë³ç, òàêèé âèïàäîê ìîæå ðåàë³çî-

âóâàòèñÿ ³ â çîðÿí³é ñèñòåì³ (ÿêà, ïðèðîäíî, íå º òâåðäèì ò³ëîì) çà óìîâè

ð³âíîì³ðíîãî ðîçïîä³ëó â í³é ç³ð â³ä öåíòðà äî ïåðåôåð³¿. Òóò îðá³òàëüí³

øâèäêîñò³ ç³ð áóëè á ïðÿìî ïðîïîðö³éí³ ¿õ â³äñòàíÿì äî öåíòðà ñèñòåìè.

Розділ19.Наша:алатиа

388

Øëÿõîì âèì³ðþâàííÿ ïðîìåíåâèõ øâèäêîñòåé ç³ð ³ ãàçîâèõ õìàð ó ð³-

çíèõ íàïðÿìàõ â³ä Ñîíöÿ ³ ñôîðìóëþâàëè çàêîí îáåðòàííÿ Ãàëàêòèêè.

ßê âèÿâèëîñÿ, ó ïëîùèí³ Ãàëàêòèêè õàðàêòåð îáåðòàííÿ ç³ð º ïðîì³æ-

íèì ì³æ äâîìà çãàäàíèìè âèùå ãðàíè÷íèìè âèïàäêàìè. ßê çîáðàæåíî

íà ðèñ. 19.8, ë³í³éíà øâèäê³ñòü ñïî÷àòêó çðîñòàº ç â³äñòàííþ â³ä öåíòðà,

äîñÿãàº ìàêñèìóìó áëèçüêî 240 êì/ñ ³ çáåð³ãàºòüñÿ ìàéæå íà íåçì³ííî-

ìó ð³âí³ àæ äî ïåðèôåð³¿. Òàêà ïîâåä³íêà ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî ðàçîì ³ç

çíà÷íîþ êîíöåíòðàö³ºþ ðå÷îâèíè Ãàëàêòèêè â ¿¿ öåíòðàëüí³é ÷àñòèí³,

³ñíóº äîñèòü ð³âíîì³ðíèé ðîçïîä³ë ðåøòè ìàñè ïî âñüîìó îá’ºìó. Çà çíà-

÷åííÿì øâèäêîñòåé ç³ð íà ð³çíèõ â³äñòàíÿõ â³ä öåíòðà Ãàëàêòèêè ç’ÿñî-

âàíî îñîáëèâîñò³ ðîçïîä³ëó â í³é ìàñè òà ¿¿ çàãàëüíå çíà÷åííÿ. Çà îö³í-

êàìè, ìàñà ðå÷îâèíè Ãàëàêòèêè, ÿêà çíàõîäèòüñÿ óñåðåäèí³ ãàëàêòè÷íî¿

îðá³òè Ñîíöÿ, ñòàíîâèòü 1,1⋅10



, òîä³ ÿê ïîâíà ìàñà Ãàëàêòèêè

7,0⋅10



± 2,5⋅10



, ïðè÷îìó íå ìåíøå 20% ìàëî á áóòè ð³âíîì³ð-

íî ðîçïîä³ëåíî â óñ³é Ãàëàêòèö³.

Ïåðåáóâàþ÷è íà â³äñòàí³ áëèçüêî 8 êïê â³ä öåíòðà Ãàëàêòèêè, Ñîíöå

çä³éñíþº ïîâíèé îáåðò íàâêîëî íüîãî ïðèáëèçíî çà 200 ìëí. ðîê³â. Öåé

ïðîì³æîê ÷àñó íàçâàíî ãàëàêòè÷íèì ðîêîì. Òàêèì ÷èíîì çà ÷àñ ñâîãî ³ñ-

íóâàííÿ (áëèçüêî 4.6 ìëðä. ðîê³â) Ñîíöå çðîáèëî âæå á³ëüøå 20 îáåðò³â

íàâêîëî ãàëàêòè÷íîãî öåíòðà.

19.6. Çîðÿí³ íàñåëåííÿ ³ ï³äñèñòåìè

Â îêîëèöÿõ Ñîíöÿ ïðîìåíåâ³ øâèäêîñò³ á³ëüøîñò³ ç³ð íå ïåðåâèùóþòü

30 êì/ñ. Îäíàê òóò áóëî âèÿâëåíî äåê³ëüêà ñîòåíü ç³ð-êàðëèê³â, ùî ðóõà-

Ð è ñ. 19.8. Ðîçïîä³ë øâèäêîñòåé îáåðòàííÿ ç³ð ³ ãàçó ó äèñêó Ãàëàêòèêè

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

389

þòüñÿ íàçóñòð³÷ Ñîíöþ ç³ øâèäêîñòÿìè ïîíàä 100 êì/ñ — òàê çâàí³ çîð³-«á³-

ãóíè». Íàïðÿìè âåêòîð³â øâèäêîñòåé ç³ð ç ö³º¿ ãðóïè çíàõîäÿòüñÿ ó ìåæàõ

ãàëàêòè÷íî¿ äîâãîòè l â³ä 180° äî 360°, ³ ìàéæå íå çóñòð³÷àþòüñÿ çîð³ ç âå-

ëèêèìè øâèäêîñòÿìè ðóõó, äëÿ ÿêèõ ö³ âåêòîðè áóëè á ñïðÿìîâàí³ â ìåæàõ

ñåêòîðà ãàëàêòè÷íèõ äîâãîò â³ä 0° äî 180°. Ùå îäíà ³ñòîòíà â³äì³íí³ñòü áóëà

âèÿâëåíà, êîëè ïðîâåëè ïîð³âíÿëüíèé àíàë³ç ä³àãðàì ñïåêòðàëüíèé êëàñ —

ñâ³òí³ñòü, ñêëàäåíèõ äëÿ çâè÷àéíèõ ç³ð ç îêîëèöü Ñîíöÿ ³ ç³ð-«á³ãóí³â». Ó

ïåðøîìó âèïàäêó îòðèìàëè òèïîâó ä³àãðàìó (äèâ., ÿê ïðèêëàä, ðèñ. 14.4).

Äëÿ ç³ð-«á³ãóí³â» öÿ ä³àãðàìà âèÿâèëàñÿ òàêîþ æ, ÿê äëÿ êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü.

Âèçíà÷åíà àñèìåòð³ÿ ðîçïîä³ëó øâèäêîñòåé çà íàïðÿìîì ó ðîçãëÿíóòèõ ç³ð-

«á³ãóí³â», â³äì³íí³ñòü ¿õ øâèäêîñòåé â³ä òèïîâî¿ øâèäêîñò³ á³ëüøîñò³ ç³ð ç

îêîëèöü Ñîíöÿ, à òàêîæ â³äì³íí³ñòü â³äïîâ³äíèõ ä³àãðàì, ñâ³ä÷èòü ïðî òå,

ùî çîð³ ó Ãàëàêòèö³, íàâ³òü ïåðåáóâàþ÷è ó áëèçüêîìó ñóñ³äñòâ³, ³ñòîòíî â³ä-

ð³çíÿþòüñÿ ì³æ ñîáîþ çà ê³íåìàòè÷íèìè ³ ô³çè÷íèìè õàðàêòåðèñòèêàìè.

²íàêøå êàæó÷è, çîðÿíå íàñåëåííÿ Ãàëàêòèêè íå º îäíîð³äíèì, à ïîä³ëÿºòüñÿ

íà ï³äñèñòåìè — òèïè íàñåëåííÿ. Çîð³ íàñåëåííÿ ² òèïó çíàõîäÿòüñÿ ó ïëî-

ùèí³ ãàëàêòè÷íîãî äèñêà ³ îáåðòàþòüñÿ íàâêîëî öåíòðà Ãàëàêòèêè ïî ìàé-

æå êîëîâèõ îðá³òàõ. Äî íàñåëåííÿ ² òèïó íàëåæàòü çîð³, ÿê³ çàïîâíþþòü

ñï³ðàëüí³ â³òêè Ãàëàêòèêè (äèâ. ï³äðîçä³ë 19.7), ³ çîð³ ðîçñ³ÿíèõ çîðÿíèõ ñêó-

ï÷åíü. Âàæëèâèìè ïðåäñòàâíèêàìè íàñåëåííÿ ² òèïó º ãàðÿ÷³ çîð³ ðàíí³õ

ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â. Äî âêàçàíîãî òèïó íàëåæèòü ³ íàøå Ñîíöå.

Çîð³ íàñåëåííÿ ²² òèïó óòâîðþþòü ñôåðè÷íó ï³äñèñòåìó Ãàëàêòèêè. ßêùî

îðá³òè ç³ð ² òèïó íàñåëåííÿ ëåæàòü ó ïëîùèí³ Ãàëàêòèêè, òî ó ç³ð ñôåðè÷-

íî¿ ñêëàäîâî¿ êîìïîíåíò ïðîñòîðîâî¿ øâèäêîñò³, ïåðïåíäèêóëÿðíèé äî

ïëîùèíè Ãàëàêòèêè, â ñåðåäíüîìó ó äåê³ëüêà ðàç³â á³ëüøèé, í³æ ó ç³ð ² òèïó.

À öå çíà÷èòü, ùî ¿õí³ îðá³òè ïåðåòèíàþòü âêàçàíó ïëîùèíó. Äî íàñåëåííÿ

²² òèïó íàëåæàòü çîð³ êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü ³ ïîîäèíîê³ çîð³ ãàëàêòè÷íîãî ãàëî

(äèâ. ï³äðîçä³ë 19.7). Íàïðèêëàä, çîð³-«á³ãóíè» — öå çîð³ ç îêîëèöü Ñîíöÿ,

ÿê³, ïðîòå, íàëåæàòü äî ñôåðè÷íî¿ ï³äñèñòåìè. Âîíè ðóõàþòüñÿ íàéïîâ³ëü-

í³øå ó ïîð³âíÿíí³ ç çîðÿìè äèñêó íàñåëåííÿ ² òèïó. Íàñïðàâä³ Ñîíöå òà

³íø³ áëèçüê³ äî íüîãî çîð³ ïåðåãàíÿþòü «á³ãóí³â» ï³ä ÷àñ ñâîãî ðóõó íàâêî-

ëî öåíòðà Ãàëàêòèêè.

Â³äð³çíÿþòüñÿ çîð³ íàñåëåíü ² òà ²² òèï³â òàêîæ çà ñâî¿ìè õ³ì³÷íèìè âëà-

ñòèâîñòÿìè ³ â³êîì. Íà â³äì³íó â³ä ç³ð ² òèïó íàñåëåííÿ, ÿê³ º äîñèòü ìîëî-

äèìè ³ òîìó óòâîðèëèñÿ ç ãàçîâî¿ ìàòåð³¿, çáàãà÷åíî¿ õ³ì³÷íèìè åëåìåíòà-

ìè âíàñë³äîê ÷èñëåííèõ âèáóõ³â Íàäíîâèõ ç³ð, çîð³ ²² òèïó — öå ñòàð³ ãà-

ëàêòè÷í³ îá’ºêòè, â ÿêèõ åëåìåíò³â, âàæ÷èõ çà âîäåíü ³ ãåë³é, ïðèáëèçíî ó

100 ðàç³â ìåíøå, í³æ ó ç³ð ² òèïó íàñåëåííÿ. Öå íàñë³äîê òîãî, ùî ó ñôåðè-

÷í³é ï³äñèñòåì³, ìàéæå ïîçáàâëåíî¿ ãàçîïèëîâî¿ ìàòåð³¿, çîðåóòâîðåííÿ

ïðèïèíèëîñÿ äóæå äàâíî, òîä³ ÿê ó ãàëàêòè÷íîìó äèñêó âîíî àêòèâíî â³ä-

áóâàºòüñÿ ³ òåïåð. À ÿêðàç çîðåóòâîðåííÿ ³, çîêðåìà, ôîðìóâàííÿ ìàñèâíèõ

ç³ð, â ÿêèõ ñèíòåçóþòüñÿ àòîìí³ ÿäðà ìàéæå óñ³õ õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â, ³ º òèì

íåîáõ³äíèì ôàêòîðîì, ùî îáóìîâëþº õ³ì³÷íå çáàãà÷åííÿ ñåðåäîâèùà.

Розділ19.Наша:алатиа

390

Êð³ì âêàçàíèõ äâîõ ï³äñèñòåì ìîæíà âèä³ëèòè ïðîì³æíó ï³äñèñòåìó. Äî

íå¿ íàëåæàòü Íîâ³ çîð³ ³ ïëàíåòàðí³ òóìàííîñò³, íåïðàâèëüí³ ³ íàï³âïðàâèëü-

í³ çì³íí³ çîð³ ï³çí³õ ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â, á³ë³ êàðëèêè ³ äîâãîïåð³îäè÷í³

çì³íí³ çîð³.

Ñüîãîäí³ çàãàëüíà ìîäåëü Ãàëàêòèêè âèãëÿäàº òàê (äèâ. ðèñ. 19.9 ³ 19.14).

Ñêóï÷åííÿ âåëèêîãî ÷èñëà ïîð³âíÿíî ìîëîäèõ ç³ð ³ ãàçîïèëîâî¿ ìàòåð³¿

óòâîðþº äèñêîïîä³áíó ñòðóêòóðó (äèñê) ðàä³óñîì 20 000–30 000 ïê ³ òîâùè-

íîþ óñüîãî ê³ëüêà ñîòåíü ïàðñåê³â.

Ó öåíòðàëüí³é çîí³ äèñêà º áàëäæ — ïîòîâùåííÿ ä³àìåòðîì áëèçüêî

2000 ïê. Äèñê ìàº ñï³ðàëüí³ ðóêàâè (â³òêè) — ïðîòÿæí³ ñï³ðàëåïîä³áí³ ôîð-

ìóâàííÿ ç ï³äâèùåíîþ êîíöåíòðàö³ºþ ãàçó ³ ïèëó, à òàêîæ öåíòðàëüíó ïå-

ðåìè÷êó, ÿêà ñîáîþ ïîºäíóº âíóòð³øí³ ê³íö³ äâîõ ñï³ðàëüíèõ ðóêàâ³â.

Ó ñàìîìó öåíòð³ Ãàëàêòèêè çíàõîäèòüñÿ ¿¿ ÿäðî — ìàñèâíå óòâîðåííÿ,

îòî÷åíå ù³ëüíèìè õìàðàìè ïèëó ³ ãàçó. Ïèë ñèëüíî ïîãëèíàº âèïðîì³íþ-

âàííÿ ó âèäèì³é ÷àñòèí³ ñïåêòðà, òîìó âñå, ùî ìè çíàºìî ïðî ÿäðî, îòðè-

ìàíî â ðåçóëüòàò³ ñïîñòåðåæåíü ö³º¿ ä³ëÿíêè íåáà (íàïðÿìîê íà ñóç³ð’ÿ

Ñòð³ëüöÿ) ó ðàä³îä³àïàçîí³ é ³íôðà÷åðâîíèõ ïðîìåíÿõ. Îäíå ³ç íàéìîãóò-

í³øèõ äæåðåë ðàä³î- òà ³íôðà÷åðâîíîãî âèïðîì³íþâàííÿ íà íåá³ — îá’-

ºêò Ñòð³ëåöü À, ùî àñîö³þºòüñÿ ñàìå ç ÿäðîì Ãàëàêòèêè — ïîêàçóº áåçñó-

ìí³âí³ ñâ³ä÷åííÿ òîãî, ùî â íüîìó â³äáóâàþòüñÿ ãðàíä³îçí³ ô³çè÷í³ ïðî-

öåñè, ÿê³ ñóïðîâîäæóþòüñÿ âèä³ëåííÿì çíà÷íî¿ ê³ëüêîñò³ åíåðã³¿ â

ïîð³âíÿíî íåâåëèêîìó îá’ºì³.

Äåòàëüí³øå îñíîâí³ ñòðóêòóðí³ åëåìåíòè Ãàëàêòèêè áóäóòü ðîçãëÿíóò³

íèæ÷å.

Ð è ñ. 19.9. Çàãàëüíà ìîäåëü áóäîâè Ãàëàêòèêè; âèä çáîêó

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії