Вращение Галактики

Способ для доказательства вращения Галактики был разработан в 1859 г. профессором Казанского университета М. А. Ковальским. Изучение лучевых скоростей звезд в различных направлениях от Солнца позволило сформулировать законы вращения Галактики.

  1. Все звезды диска Галактики обращаются вокруг ее ядра по орбитам, близким к круговым. Это вращение происходит по часовой стрелке, если смотреть на Галактику со стороны ее северного полюса, находящегося в созвездии Волосы Вероники.
  2. Угловая скорость вращения убывает по мере удаления от центра. Однако это убывание происходит несколько медленнее, чем требуют законы Кеплера.
  3. Линейная скорость вращения сначала возрастает с удалением от центра Галактики, достигая максимума (около 220 км/с) на расстоянии Солнца, после чего очень медленно убывает.
  4. Полный период обращения Солнца вокруг ядра Галактики составляет примерно 220 млн лет (галактический год).
  5. Звезды и скопления звезд сферической составляющей Галактики движутся по сильно вытянутым и наклоненным к плоскости диска под разными углами орбитам. Такие звезды имеют относительно Солнца очень большие скорости (до 200-300 км/с).

Как видим, движение звезд в Галактике несколько напоминает движение тел Солнечной системы.

Зная скорость обращения и радиус круговой орбиты, можно вычислить массу внутренней части Галактики. Из формулы для круговой скорости следует: \[M = \frac{v^{2}r}{G}.\]

Подставляя значения \(v\) = 2,2 · 105 м/с, \(r\) = 2,5 · 1020 м и \(G\) = 6,7 · 10-11 Н · м2/кг2, получим, что \(M\) = 1,8 · 1041 кг, или около 100 млрд масс Солнца. Масса Галактики в пределах объема радиусом 15 кпк оценивается около 200 млрд масс Солнца. С учетом остальной части Галактики ее масса оценивается примерно в 1012 масс Солнца.

Читать далее