Was ist die derzeit beste Näherung für den Weg, den die Sonne um das Zentrum der Milchstraße nimmt?
Ich habe einige Informationen über die ungefähre Position des Zentrums der Milchstraße, die Geschwindigkeit der Umlaufbahn der Sonne und die Neigung/Neigung der Umlaufbahn der Sonne gefunden. Ich habe auch Modelle gesehen, die darauf hindeuten, dass das Sonnensystem auf und ab oszilliert, während es sich um das galaktische Zentrum dreht.
Ich frage mich, ob es eine vereinbarte Annäherung (ein 3D-Diagramm der Position gegen die Zeit) gibt, die alle diese Faktoren enthält.
Die Sonne kreist im galaktischen Potential. Die Bewegung ist komplex; Es dauert ungefähr 230 Millionen Jahre, um eine Umlaufbahn mit einer Umlaufgeschwindigkeit von ungefähr 220 km/s zu machen, aber gleichzeitig oszilliert es in Bezug auf die galaktische Ebene jedes Mal auf und ab Millionen Jahren und wackelt auch alle rein und raus Millionen Jahre (dies nennt man epizyklische Bewegung). Die räumlichen Amplituden dieser Schwingungen betragen etwa 100 pc vertikal und 300 pc in radialer Richtung nach innen und außen um einen durchschnittlichen Bahnradius (für letzteren kann ich keine genaue Zahl ermitteln).
Dies wird festgestellt, indem gemessen wird, wie sich die Sonne in Bezug auf die durchschnittliche Bewegung der Sterne in der Nähe der Sonne bewegt – der sogenannte lokale Ruhestandard. Die Schätzungen der Bewegung der Sonne in Bezug auf den LSR variieren ein wenig. Laut Dehnen & Binney (1998) bewegt sich die Sonne derzeit mit 10 km/s nach innen, mit etwa 5 km/s schneller als der durchschnittliche Stern tangential zum galaktischen Zentrum und mit etwa 7 km/s nach oben aus der galaktischen Ebene heraus. Wie ich bereits erwähnt habe, sind diese Bewegungen jedoch oszillatorischer Natur um den Mittelwert. Die Sonne befindet sich derzeit etwa 8,5 kpc vom galaktischen Zentrum und etwa 20 pc „nördlich“ der galaktischen Ebene.
Ich überlasse es dem Leser als Übung, sich diese Umlaufbahn vorzustellen. Von der Seite würde es wie eine Pseudo-Sinusschwingung aussehen. Von oben würde die Scheibe wie eine leicht exzentrische Ellipse mit sehr großer Präzession aussehen.
All dies setzt voraus, dass sich die Sonne in einem glatten galaktischen Potential bewegt. Tatsächlich kann und wird die Anwesenheit von Spiralarmen, einem galaktischen Balken und der klumpigen Anwesenheit riesiger Molekülwolken die galaktische Umlaufbahn der Sonne um das oben beschriebene reguläre Verhalten stören, so dass die Vorhersage der galaktischen Position der Sonne in etwa einer Milliarde Jahren nicht der Fall ist notwendigerweise sehr genau sein.
ProfRob