Η θέση και η κίνηση του Ήλιου μας σε σχέση με τον Γαλαξία μας

Οι πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο. Μια περιφορά οριοθετεί την έννοια του ενός έτους. Στο μεταξύ, το ηλιακό μας σύστημα στην ολότητά του – ο Ήλιος μας με την οικογένειά του τους πλανήτες, τα φεγγάρια, τους αστεροειδείς και τους κομήτες – περιφέρεται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας. Ο Ήλιος μας και το ηλιακό μας σύστημα, κινείται με περίπου 800.000 χιλιόμετρα την ώρα σε αυτή την τεράστια τροχιά. Έτσι σε 90 δευτερόλεπτα, για παράδειγμα, όλοι κινούμαστε κάπου 20.000 χιλιόμετρα σε τροχιά, γύρω από το κέντρο του γαλαξία μας.

Απεικόνιση του Γαλαξία μας όπως αποδόθηκε από το Caltech, με τη θέση του Ήλιου μας σε αυτόν

Ο Γαλαξίας μας είναι ένα τεράστιο σύνολο. Ακόμη και με αυτή την απίστευτη ταχύτητα, ο Ήλιος κάνει κατά προσέγγιση 225 με 250 εκατομμύρια χρόνια για να συμπληρώσει μια περιφορά γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Αυτό το χρονικό διάστημα – η χρονική διάρκεια που οριοθετεί μια περιφορά μας γύρω από το κέντρο του Γαλαξία – μερικές φορές αποκαλείται ένα «κοσμικό έτος».

Ευκαιρία για να ξεκαθαριστούν οι έννοιες τις οποίες χρησιμοποιούμε για την απόδοση των δυο φαινομένων που περιγράφονται εδώ, αλλά και εμφανίζονται σε κάθε κείμενο πού αναφέρεται στο κινήσεις ουρανίων σωμάτων, όπως πλανήτες, ήλιοι, γαλαξίες κλπ.. Τα δυο διαφορετικά φαινόμενα αποδίδονται με τους όρους περιστροφή και περιφορά.

Ο όρος περιστροφή αποδίδει το φαινόμενο της κίνησης ενός σώματος, εφόσον θεωρείται στερεό, ή τμήματος σώματος, εφόσον αυτό μπορεί να θεωρηθεί ρευστό, γύρω από ένα άξονα [μια σειρά σημείων ακίνητων] που διατρέχει το ίδιο το σώμα. Για παράδειγμα, η Γη περιστρέφεται [γύρω από τον άξονά της] με σταθερό ρυθμό [χρονική διάρκεια 24 ώρες]. Από την άλλη μεριά ο Ήλιος περιστρέφεται [γύρω από τον άξονά του], αλλά όχι με σταθερό ρυθμό σε όλη την επιφάνειά του. Οι κινήσεις των τμημάτων του δείχνουν ότι ο Ήλιος περιστρέφεται στην περιοχή του ισημερινού του [χρονική διάρκεια 27 ημερών] και διαφορετικά στους πόλους του [χρονική διάρκεια 31 ημέρες].

Ο άλλος όρος, η περιφορά, αποδίδει το φαινόμενο της κίνησης ενός σώματος ως όλο γύρω από ένα κέντρο – ένα άλλο σώμα. Αποδίδει την κυκλική ή την κυκλοειδή κίνηση κάποιου σώματος με επιστροφή του στην αρχική του θέση. Η Γη, για παράδειγμα, περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο, ενώ ο Ήλιος περιφέρεται [μαζί με το ηλιακό του σύστημα] γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας.

Αν τώρα θεωρήσουμε τον Γαλαξία μας ως ένα σώμα, ως ένα όλο, τότε η κίνησή του αποδίδεται με τον όρο περιστροφή [γύρω από το «ακίνητο» κέντρο του, που ανήκει στον Γαλαξία]. Επειδή όμως ο Γαλαξίας δεν είναι ένα συμπαγές σώμα, περιστρέφεται – όπως ο Ήλιος – με διαφορετικούς ρυθμούς όσο απομακρυνόμαστε από το κέντρο του. Για να μετρηθεί ο ρυθμός περιστροφής, επινοήθηκε από τον άνθρωπο το φυσικό μέγεθος γωνιακή ταχύτητα, αλλά αυτό είναι γνωστό από την ύλη που προσεγγίζουν οι μαθητές και οι δάσκαλοί τους στο πλαίσιο του σχολείου.

Διαφορική περιστροφή του γαλαξία, από το astronomynotes.com/
Το φαινόμενο της περιστροφής του Γαλαξία μας ως ολότητα, όπως και στην περίπτωση του Ήλιου μας, με διαφορετικούς ρυθμούς περιστροφής που εξαρτώνται από την απόσταση από το κέντρο περιστροφής, ονομάζεται διαφορική περιστροφή. Στην απόσταση του Ήλιου μας από κέντρο του Γαλαξία μας, μια περιστροφή αυτής της περιοχής του οριοθετεί μια χρονική διάρκεια [ανάλογα με τη μελέτη] από 225 έως 250 εκατομμύρια έτη.
Για τις αποστάσεις των αστέρων του Γαλαξία χρησιμοποιείται συνήθως το 1 pc (παρσέκ) και το 1 kpc (1 kpc = 10^3 pc), ενώ για τις αποστάσεις των άλλων γαλαξιών από τη Γη το 1 Mpc (1 Mpc = 10^6 pc). Έτσι η απόσταση του Ήλιου μας υπολογίζεται ότι είναι 8,34 kpc, με μια αβεβαιότητα (±) 0,34 kpc και επειδή πολλές φορές χρησιμοποιείται ως μονάδα μέτρησης το έτος φωτός (ly), η απόσταση του Ήλιου μας από το κέντρο του Γαλαξία είναι 27,2 kly, με αβεβαιότητα (±) 1,1 kly (1 kly είναι 10^3 ly).
Η χρονική διάρκεια του κοσμικού έτους, σύμφωνα με διάφορες μελέτες:

πηγη