Позагалактична астрономія - Юрій Кудря 2016
РОЗДІЛ 1
МОЛОЧНИЙ ШЛЯХ
1.3. Галактичні координати
Геометрична структура Галактики, а саме наявність диска, дає можливість ввести дві спеціальні системи координат, зручні для розрахунків положень і кінематики небесних об’єктів у Галактиці, — сферичну галактичну систему координат і циліндричну галактичну систему координат.
1.3.1. Сферична галактична система координат
Сферичну галактичну систему координат (b,l) відносно другої екваторіальної системи координат було уніфіковано в 1958 році резолюцією Міжнародного астрономічного союзу на X Генеральній асамблеї, а саме: галактичний північний полюс був визначений за прямим сходженням 12h49m (192°,25) і схиленням +27°,4 на епоху 1950.0. Висхідний вузол галактичного екватора на небесному екваторі, який до 1958 року був точкою відліку галактичних довгот, в уніфікованій системі має довготу 33°.
Центром сферичної галактичної системи координат є положення Сонця в диску Молочного Шляху (точка S), а головною площиною — площина диска Галактики (рис. 1.5, 1.6), тоді галактичний екватор — коло КК, головна вісь GSG' — нормаль до галактичної площини, що перетинає небесну сферу в точках, які називаються північним G і південним G' галактичними полюсами. Північний галактичний полюс розташований у напрямку сузір’я Волосся Вероніки (а = 12h49', δ = +27°,4), південний — сузір’я Скульптора (а = 0h49m, δ = -27°,4). Вісь світу PSP' нахилена до осі GSG' на δ' = 27°,4 (для епохи 1950.0)
Рис. 1.5. Схематичне зображення сферичної галактичної системи координат, центром якої є положення Сонця в диску Галактики, та галактичних координат: b — широта; І — довгота
Рис. 1.6. Сферична галактична система координат та її зв’язок з іншою екваторіальною системою координат через трикутник GPR: b — широта; l — довгота; R — небесне тіло; α — пряме сходження, δ — схилення; α' = 192°,25 (для епохи 1950.0) — пряме сходження північного галактичного полюса, І' = 90° + 33° = 123° (для епохи 1950.0) — галактична довгота північного полюса світу
Великі кола (зокрема, GRG' на рис. 1.6), що проходять через галактичні полюси, називають колами галактичних широт, а малі кола, паралельні галактичному екватору, — колами галактичних довгот. Галактична широта b небесного тіла R визначається як кутова відстань точки R від галактичного екватора КК' (довжина дуги MR), якщо Сонце — вершина трикутника, і вимірюється у напрямку відповідно на південний і північний галактичний полюси в межах [-90°, +90°]. Галактична довгота l — довжина дуги BM галактичного екватора від початкового положення об’єкта в точці B до точки М перетину галактичного екватора з колом галактичних широт, на якому лежить точка R — положення небесного об’єкта. Галактичні довготи відлічуються проти годинникової стрілки, якщо дивитися з північного галактичного полюса G, тобто на схід від точки початку відліку B довготи в межах l є [0°, 360°]. Кутові координати центру Галактики — b = 0°, l = 0°.
Оскільки видимий Молочний Шлях є досить неоднорідним за яскравістю і шириною та займає на небесній сфері велику площу, то для визначення точного розміщення галактичної площини і точки відліку довгот зроблено декілька припущень.
Одне з них стосується середньої лінії, відносно якої об’єкти Галактики розташовані симетрично. Оскільки Сонце знаходиться вище від галактичної площини на 20 пк на північ, то середня лінія фактично є малим колом небесної сфери, яке ближче знаходиться до південного галактичного полюса. Тому за галактичний екватор KK прийнято велике коло, рівновіддалене від середньої лінії Галактики (віддалене від неї на 4—5°) і нахилене до небесного екватора QQ' під кутом Ω ~ 62°,6. Точка перетину (висхідний вузол) небесного екватора QQ' з галактичним GG' на епоху 1950.0 мала пряме сходження α = 282°,25 і галактичну довготу l = 33°.
Інше припущення стосується точки відліку С, що визначає положення центру Галактики, яке ототожнюється з радіоджерелом Стрілець-А. Цей об’єкт розташований на малому колі небесної сфери, віддаленому приблизно на 1° на південь від галактичного екватора. Тому цю точку перенесено якомога ближче до галактичного екватора в напрямку від кола галактичних широт, що утворює кут 123° з напрямком на полюс світу епохи 1950.0. Радіоджерело Стрілець-А знаходиться на відстані лише 30" від цього кола широт.
Галактичні координати «прив’язані» до галактичної площини і центру Галактики, тому вони не змінюються з часом через прецесію. їхні зміни пов’язані лише з власними рухами зір μ і обертанням Галактики. Оскільки Сонячна система обертається навколо центру Галактики з періодом близько 250 млн років, то за 100 років напрямок на галактичний центр зміститься всього на 0,5" уздовж галактичного екватора. Щодо власних рухів зір, то можна підрахувати, що зоря, яка має перпендикулярну до променя зору швидкість 10 км/с, за рік зміститься на 2.1 а. о., тоді з огляду на стандартну відстань 10 пк кутовий зсув становить 0",21. Найбільший власний рух (μ = 10",31 у рік) у зорі Барнарда. Всього відомо 27 зір з власними рухами, що перевищують 3",0 на рік, причому тільки три з них розташовані на відстані понад 10 пк.
Враховуючи ці астрометричні поправки, одержуємо, що на епоху 2000.0: північний галактичний полюс має пряме сходження 12h51m26s,282 і схилення +27°07'42",01 у другій екваторіальній системі координат; координати точки початку відліку C обрано так, щоб точка перетину галактичного і небесного екваторів з прямим сходженням 280° мала галактичну довготу 32°,93192, а її екваторіальні координати становили відповідно αc2000 = 17h 45m,6, δc2000 = -28°56',2.
Зауважимо, що через суттєве поглинання пилом і наявність великої кількості яскравих зір у напрямку на диск Галактики майже неможливо проводити оптичні спостереження в зоні |b| < 10°, яка називається зоною уникнення. Зокрема, тільки в 1990-х роках вдалося відкрити сусідню до нас галактику — Двінгелоо 1, яка знаходиться за центром нашої Галактики.