Wissen wir, ob wir überholen oder hinter unseren Arm fallen?

Die Antwort auf die Frage hängt davon ab, wo Sie sich genau in der Milchstraße befinden. Gemäß der Dichtewellentheorie , die die Bildung und Entwicklung von Spiralarmen ziemlich gut zu beschreiben scheint, bewegen sich die Arme relativ zu einem statischen Trägheitsrahmen mit einer globalen Mustergeschwindigkeit$\Omega_{gp}$. In einem bestimmten Radius$R_c$, bekannt als Korotationsradius, bewegen sich Sterne$\Omega_{gp}$. Innen$R_c$, Sterne bewegen sich schneller und eilen somit den Armen voraus; draußen$R_c$, Sterne bewegen sich langsamer und "fallen" somit hinter die Arme.

Es besteht Unsicherheit bezüglich der Werte von$R_c$und$\Omega_{gp}$in der Milchstraße in all ihren Spiralarmen - zumal sich die lokale Sternkinematik in jedem der Arme unterscheidet, und so kann es auch sein$R_c$und$\Omega_{gp}$- aber Messungen platzieren das Sonnensystem leicht innerhalb des Korotationsradius, was bedeutet, dass wir uns den Armen vorausbewegen.

Ich habe Daten aus einer Rezension von Gerhard (2011) . Hier sind einige grundlegende Durchschnittsparameter für die Milchstraße als Ganzes:

• Stabkorotationsradius ($R_{CR}$):$3.5$-$4.5\text{ kpc}$
• Corotationsradius des Spiralarms:$8.1$-$8.4\text{ kpc}$
• Balkenmustergeschwindigkeit ($\Omega_b$):$50$-$60\text{ km}\text{ s}^{-1}\text{ kpc}^{-1}$
• Geschwindigkeit des Spiralarmmusters ($\Omega_{sp}$):$17$-$28\text{ km}\text{ s}^{-1}\text{ kpc}^{-1}$

Damit einher geht auch eine lokale mittlere Geschwindigkeit von Sternen in der Sonnennachbarschaft – die Sonne eingeschlossen – von$\sim220\text{ km}\text{ s}^{-1}$.

Daher für die drei Fragen: (1) Das Muster dreht sich im Uhrzeigersinn, wie in diesem Diagramm zu sehen ist; (2) Es dreht sich etwa alle 300 Millionen Jahre einmal; (3) und in unserem Radius bewegen wir uns etwas schneller als das Muster, also überholen wir es.