Czy gwiazdy w jakikolwiek sposób poruszają się?

Pytanie:

Czy gwiazdy w jakikolwiek sposób poruszają się?

od: Maciek

Odpowiedź:

Roman Ratajczak:

Wystarczy kilka godzin obserwacji nocnego nieba aby stwierdzić, że gwiazdy poruszają się. Innym, łatwiejszym sposobem może być skierowanie obiektywu aparatu fotograficznego na nocne niebo i otwarcie migawki na kilka minut. Po obejrzeniu zdjęcia stwierdzimy, że obrazy gwiazd nie są punktami lecz krótkimi łukami. Obserwując niebo o różnych porach roku zauważymy, że wygląda ono zupełnie inaczej i świecą na nim inne gwiazdy. Jednak gdy po roku zechcemy znów przyjrzeć się nocnemu niebu stwierdzimy, że gwiazdozbiory wróciły na swoje miejsce i wyglądają dokładnie tak samo jak przed rokiem. Te dwa rodzaje ruchu gwiazd możemy łatwo wyjaśnić.
Pierwszy z nich to skutek ruchu obrotowego Ziemi wokół własnej osi. Obrót Ziemi trwa 24 godziny i w ciągu tego czasu gwiazdy na niebie zakreślają pełne okręgi wokół bieguna świata.
Drugi, to wynik ruchu obiegowego Ziemi wokół Słońca. Ziemia w różnych porach roku znajduje się w innych miejscach orbity okołosłonecznej przez co nocą obserwujemy różne fragmenty nieba w zależności od pory roku.
Choć na skutek tych ruchów wzajemne położenia gwiazd nie zmieniły się (a przynajmniej niezauważalnie dla ludzkiego oka), to możemy znaleźć kilka obiektów, które jednak pobłądziły na tle nieruchomych gwiazdozbiorów. Już starożytni znali te błądzące gwiazdy i nazywali je planetami (Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn, ale również Słońce i Księżyc zaliczano do planet). Jednak planety to nie przedmiot naszych zainteresowań.
Większość gwiazdozbiorów została nazwana już kilka tysięcy lat temu i wydaje się, że do dziś nie zmieniły one swoich kształtów, zatem można by powiedzieć, że gwiazdy nie poruszają się. Taki pogląd przetrwał tysiące lat, aż do roku 1718, kiedy to słynny astronom angielski Edmond Halley zauważył, że pozycje Arktura i Syriusza - dwóch jasnych gwiazd różnią się od pozycji na starożytnych mapach nieba. Ten ruch gwiazd został nazwany ruchem własnym aby odróżnić go od wyżej omówionych pozornych ruchów. Jest on jednak na tyle mały, że trzeba było tysięcy lat aby go zauważyć. Spośród wszystkich znanych nam gwiazd największy ruch własny ma odkryta w 1916 roku gwiazda Barnarda (aż 10,3 sekundy kątowej na rok!).
Znikomość ruchów własnych gwiazd nie wynika z niewielkich prędkości (jak na ziemską skalę prędkości te są wręcz zawrotne), ale z olbrzymich odległości pomiędzy gwiazdami.
Dziś wiemy już, że wszystkie gwiazdy, a wśród nich i Słońce, poruszają się wokół centrum Galaktyki, jednak ruch ten jest dość skomplikowany i zależy od położenia gwiazdy w Galaktyce.

Obok ruchów własnych gwiazdy dodatkowo mogą wirować wokół własnej osi. Dla Słońca ten ruch możemy łatwo wyznaczyć np. poprzez obserwacje plam słonecznych (Słońce nie wiruje jak bryła sztywna - szybciej obracają się okolice równika słonecznego - ok. 25,4 doby, a wolniej okolice biegunów - ponad 27 dni). Rotację innych gwiazd możemy wyznaczyć przez analizę linii widmowych. Jeżeli gwiazda obraca się wokół własnej osi, to jeden z jej brzegów zbliża się do nas, a drugi oddala. W przypadku szybko rotującej gwiazdy obrót ten, poprzez efekt Dopplera, przekłada się na znaczne poszerzenie linii widmowych w stosunku do linii widmowych gwiazdy rotującej wolno.

31 sierpnia 2005