Галактическая система координат

Галактическая система координат — это небесная система координат в сферических координатах , в центре которой находится Солнце , основное направление совпадает с приблизительным центром Галактики Млечный Путь , а фундаментальная плоскость параллельна приближению галактической плоскости , но смещена к ее северу. Она использует правостороннее соглашение , что означает, что координаты положительны к северу и к востоку в фундаментальной плоскости . ^[1]

Сферические координаты

Галактическая долгота

Долгота (символ $l$ ) измеряет угловое расстояние объекта на восток вдоль галактического экватора от Галактического центра. Аналогично земной долготе , галактическая долгота обычно измеряется в градусах (°).

Галактическая широта

Широта (символ $b$ ) измеряет угол объекта к северу от галактического экватора (или средней плоскости), если смотреть с Земли. Аналогично земной широте , галактическая широта обычно измеряется в градусах (°).

Определение

Первая галактическая система координат была использована Уильямом Гершелем в 1785 году. До 1932 года использовалось несколько различных систем координат, каждая из которых отличалась на несколько градусов, пока в Лундской обсерватории не был составлен набор таблиц преобразования, которые определили стандартную галактическую систему координат на основе галактического северного полюса в точке прямого восхождения 12 ^ч 40 ^м , склонения +28° (в эпоху B1900.0 ) и долготы 0° в точке пересечения галактической плоскости и экваториальной плоскости . ^[1]

В 1958 году Международный астрономический союз (МАС) определил галактическую систему координат относительно радионаблюдений галактического нейтрального водорода через линию водорода , изменив определение галактической долготы на 32° и широты на 1,5°. ^[1] В экваториальной системе координат для равноденствия и экватора 1950.0 северный галактический полюс определяется по прямому восхождению 12 ^ч 49 ^м , склонению +27,4°, в созвездии Волосы Вероники , с вероятной ошибкой ±0,1°. ^[2] Долгота 0° — это большой полукруг, который начинается из этой точки вдоль линии в позиционном угле 123° по отношению к экваториальному полюсу . Галактическая долгота увеличивается в том же направлении, что и прямое восхождение. Галактическая широта положительна по направлению к северному галактическому полюсу, при этом плоскость, проходящая через Солнце и параллельная галактическому экватору, составляет 0°, в то время как полюса составляют ±90°. ^[3] Исходя из этого определения, галактические полюса и экватор могут быть найдены из сферической тригонометрии и могут быть прецессированы на другие эпохи ; см. таблицу.

МАС рекомендовал, чтобы в период перехода от старой, существовавшей до 1958 года, системы к новой старые долгота и широта обозначались как $l I$ и $b I,$ а новые — как $l II$ и $b II$ . ^[3] Такая условность иногда встречается. ^[4]

Радиоисточник Стрелец A* , который является лучшим физическим маркером истинного Галактического Центра , расположен в 17 ^ч 45 ^м 40,0409 ^с , −29° 00′ 28,118″ (J2000). ^[2] Округлив до того же числа цифр, что и в таблице, 17 ^ч 45,7 ^м , −29,01° (J2000), получаем смещение около 0,07° от определенного центра координат, что вполне соответствует оценке ошибки 1958 года в ±0,1°. Из-за положения Солнца, которое в настоящее время находится56,75 ± 6,20 световых лет к северу от средней плоскости, и гелиоцентрическое определение, принятое МАС, галактические координаты Sgr A* составляют широту +0° 07′ 12″ южной широты, долготу 0° 04′ 06″ . Поскольку, как определено, галактическая система координат не вращается со временем, Sgr A* фактически уменьшается по долготе со скоростью галактического вращения вокруг Солнца, $Ω$ , приблизительно 5,7 угловых миллисекунд в год (см. Постоянные Оорта ).

Преобразование между экваториальными и галактическими координатами

Местоположение объекта, выраженное в экваториальной системе координат , может быть преобразовано в галактическую систему координат. В этих уравнениях $α$ — прямое восхождение , $δ$ — склонение . NGP относится к значениям координат северного галактического полюса, а NCP — к значениям координат северного небесного полюса. ^[5]

{\begin{aligned}\sin(b)&=\sin(\delta _{\text{NGP}})\sin(\delta)+\cos(\delta _{\text{NGP}} )\cos(\delta )\cos(\alpha -\alpha _ {\text{NGP}})\\\cos(b)\sin(l_{\text{NCP}}-l)&=\cos(\delta )\sin(\alpha -\alpha _{\text {NGP}})\\\cos(b)\cos(l_{\text{NCP}}-l)&=\cos(\delta _ {\text{NGP}})\sin(\delta )-\sin(\delta _{\text{NGP}})\cos(\delta )\cos(\альфа -\альфа _{\text{NGP}})\end{выровнено}}

Обратный перевод (галактического в экваториальный) также можно осуществить с помощью следующих формул преобразования.

{\begin{aligned}\sin(\delta )&=\sin(\delta _{\text{NGP}})\sin(b)+\cos(\delta _{\text{NGP}})\cos(b)\cos(l_{\text{NCP}}-l)\\\cos(\delta )\sin(\alpha -\alpha _{\text{NGP}})&=\cos(b)\sin(l_{\text{NCP}}-l)\\\cos(\delta )\cos(\alpha -\alpha _{\text{NGP}})&=\cos(\delta _{\text{NGP}})\sin(b)-\sin(\delta _{\text{NGP}})\cos(b)\cos(l_{\text{NCP}}-l)\end{aligned}}

Где:

\alpha _{\text{NGP}}=12^{h}51.4^{m}\qquad \delta _{\text{NGP}}=27.13^{\circ }\qquad l_{\text{NCP}}=122.93314^{\circ }

Прямоугольные координаты

В некоторых приложениях используются прямоугольные координаты, основанные на галактической долготе, широте и расстоянии. В некоторых работах, касающихся далекого прошлого или будущего, галактическая система координат принимается вращающейся, так что ось $x$ всегда идет к центру галактики. ^[6]

Существуют две основные прямоугольные вариации галактических координат, обычно используемые для вычисления космических скоростей галактических объектов. В этих системах оси $xyz$ обозначаются как $UVW$ , но определения различаются у разных авторов. В одной системе ось $U$ направлена к Галактическому центру ( $l$ = 0°), и это правосторонняя система (положительная к востоку и к северному галактическому полюсу); в другой ось $U$ направлена к галактическому антицентру ( $l$ = 180°), и это левосторонняя система (положительная к востоку и к северному галактическому полюсу). ^[7]

В созвездиях

Галактический экватор проходит через следующие созвездия : ^[8]

Смотрите также

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Галактическая система координат» .

Галактический квадрант — один из четырех круговых секторов галактики Млечный Путь.
Сверхгалактическая система координат – система координат
Астрономические системы координат – системы для определения положения небесных объектов.
Формирование и эволюция галактики
Млечный Путь – Галактика, включающая Солнечную систему

Ссылки

^ abcd Blaauw, A.; Gum, CS; Pawsey, JL; Westerhout, G. (1960). "Новая система галактических координат МАС (пересмотр 1958 года)". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 121 (2): 123. Bibcode : 1960MNRAS.121..123B. doi : 10.1093/mnras/121.2.123 .
^ ab Reid, MJ; Brunthaler, A. (2004). "Собственное движение Стрельца A*". The Astrophysical Journal . 616 (2): 874, 883. arXiv : astro-ph/0408107 . Bibcode : 2004ApJ...616..872R. doi : 10.1086/424960. S2CID 16568545.
^ ab Джеймс Бинни, Майкл Меррифилд (1998). Галактическая астрономия. Princeton University Press . стр. 30–31. ISBN 0-691-02565-7.
^ Например, в Когут, А.; и др. (1993). "Дипольная анизотропия на картах неба первого года, полученных дифференциальным микроволновым радиометром COBE". Astrophysical Journal . 419 : 1. arXiv : astro-ph/9312056 . Bibcode : 1993ApJ...419....1K. doi : 10.1086/173453.
^ Кэрролл, Брэдли; Остли, Дейл (2007). Введение в современную астрофизику (2-е изд.). Pearson Addison-Wesley. стр. 900–901. ISBN 978-0805304022.
↑ Например, Бобылев, Вадим В. (март 2010 г.). «Поиск звезд, тесно сближающихся с Солнечной системой». Astronomy Letters . 36 (3): 220–226. arXiv : 1003.2160 . Bibcode :2010AstL...36..220B. doi :10.1134/S1063773710030060. S2CID 118374161.
^ Джонсон, Дин Р. Х.; Содерблом, Дэвид Р. (1987). «Вычисление скоростей галактического пространства и их неопределенностей с применением к группе Большой Медведицы». Astronomical Journal . 93 : 864. Bibcode : 1987AJ.....93..864J. doi : 10.1086/114370.
^ «Созвездия Млечного Пути SEDS».

Внешние ссылки

Универсальный преобразователь координат.
Галактическая система координат - демонстрация Wolfram
Галактические координаты, Интернет-энциклопедия науки
Фиона Винсент, Позиционная астрономия: Галактические координаты Архивировано 10 сентября 2012 г. в Wayback Machine , Университет Сент-Эндрюс
Атлас Вселенной