太陽的運動有方向感嗎？

引力振動與太陽運動

太陽系行星軌道圖（來源：國家航空航天局/噴氣式推進(jìn)實驗室）

從小，我們就認(rèn)識到：太陽系內(nèi)所有行星圍繞一顆恒星——太陽轉(zhuǎn)，太陽在太陽系內(nèi)部運動嗎?

一般來說，太陽在宇宙中遠(yuǎn)不是靜止的。例如，我們知道，我們的恒星以每小時45萬英里(每小時72萬公里)的驚人速度圍繞銀河系的中心運行，并拖著整個太陽系一起運行。在一天的過程中，太陽似乎也從我們的有利位置移動了。它東升西落，給我們帶來美麗的日出和日落。然而，這種運動是地球自轉(zhuǎn)而不是太陽運動的結(jié)果。

此外，在地球一年(我們熟悉的365.3天)的過程中，從我們的角度來看，太陽在天空中的位置也在變化。不過，根據(jù)格林威治皇家博物館的說法，這并不是太陽實際運動的結(jié)果，而是地球傾斜的緣故，有一個平坦的“橢圓軌道”，在一年中有一段時間比其他時候距離太陽更近。

行星繞太陽運行一周所需的時間決定了它一年的長度，離太陽最近的行星水星的一年，相當(dāng)于地球的88天。在太陽系的鄰居中，最長的行星軌道屬于海王星，它的一年持續(xù)60182個地球日(164.8個地球年)?；氐皆掝}上來，簡單回答是太陽確實在太陽系內(nèi)移動位置，盡管移動的幅度很小。這種有限的振蕩運動或“擺動”是由圍繞太陽運行的行星的引力影響造成的。帕特里克·安托林(Patrick Antolin)是諾森比亞大學(xué)(Northumbria University)的太陽科學(xué)家，專門研究在太陽大氣中觀察到的現(xiàn)象，尤其是太陽日冕，這是太陽大氣中最廣泛的一層。

運動是相對的。太陽系圍繞銀河系的中心運行，在太陽系內(nèi)，太陽也不是完全靜止的，它與其他天體的引力相互作用，”安托林告訴太空網(wǎng)。這位太陽科學(xué)家說，兩個天體之間的引力雙向作用。當(dāng)物體一拉著物體二時，物體一也在拉著它自己，即使兩個物體之間的大小差異巨大。 “太陽和太陽系其他天體的質(zhì)量差別很大，太陽作為主要的引力源，不容易受其他行星引力的影響，”他繼續(xù)說。從上面看，一顆大行星和一顆恒星圍繞它們共同的質(zhì)心運行。最終結(jié)果是，太陽系的行星并不圍繞它們的恒星運行。

相反，太陽和每顆行星都繞著一個相互引力的點運行，這個點被稱為“質(zhì)心”，它的位置由所討論的天體的質(zhì)量決定。太陽比行星大得多，這些質(zhì)心位于太陽的深處；如果一顆行星的質(zhì)量較小，它所環(huán)繞的質(zhì)心就會離太陽的心臟更近。這些質(zhì)心離太陽中心越近，太陽因行星運行時產(chǎn)生的擺動就越小。

安托林說:“作為一個很好的近似，人們可以忽略來自任何其他行星的微小引力?！薄叭欢覀兊膬x器和理論足夠精確和先進(jìn)，我們可以探測到其他天體對太陽施加的額外引力的微小偏差，特別是木星產(chǎn)生的引力，它比太陽系所有其他行星的總和還要大?！?/p>

太陽的質(zhì)量大約是木星的1000倍，木星是太陽系中的第五大行星，因此，根據(jù)利克天文臺的說法，在行星圍繞恒星運行12個地球年里，這顆氣態(tài)巨行星對太陽的影響不超過每小時40英里的“擺動”。

在相同的比例維度上比較太陽系和太陽的行星的插圖。行星軌道之間是按比例排列的，但它們的距離不是。這些天體從左到右分別是:太陽、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。(圖片來源: 馬克 ﹒加利克 /科學(xué)圖片庫/蓋蒂創(chuàng)意)

由繞軌道運行的行星引起的恒星擺動可以通過它們產(chǎn)生的光波長的變化來探測到，類似于多普勒頻移。這意味著多普勒效應(yīng)可以用來探測太陽系外圍繞恒星運行的行星，稱為太陽系外行星或“系外行星”。當(dāng)一顆恒星擺動時，它發(fā)出的光的波長會被拉長，并且隨著它的運動方向遠(yuǎn)離地球而變得更紅，這被稱為“紅移”。當(dāng)一顆恒星向地球移動時，它的光的波長被壓縮，使它的顏色相對更藍(lán)，可以預(yù)見的是被稱為“藍(lán)移”。

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這種效應(yīng)不僅可以用來發(fā)現(xiàn)恒星的擺動，從而探測到系外行星的存在，而且還可以用來測量遙遠(yuǎn)行星系統(tǒng)中天體的一些特性。

安托林說:“如果能探測到星體的擺動和速度，就能推斷出它們之間的質(zhì)量和距離?！薄斑@可以應(yīng)用于任何恒星系統(tǒng)，我們可以檢測到擺動并測量旋轉(zhuǎn)物體的速度。

“當(dāng)然，當(dāng)涉及兩個以上的大質(zhì)量天體時，會有額外的復(fù)雜性，但數(shù)值模型通?？梢詭椭页鲎羁赡軈⑴c擺動的行星數(shù)量。”

BY:Robert Lea

FY:jane

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