Номер 5, страница 53, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Строение и эволюция вселенной. Глава VIII. Звёзды и галактики. Параграф 30. Галактики - номер 5, страница 53.

Условие.

5. Расскажите о расположении Солнца в Галактике.

Решение.

Солнце, центральная звезда нашей Солнечной системы, является одной из сотен миллиардов звёзд в галактике Млечный Путь. Расположение Солнца в Галактике является результатом его формирования и гравитационного взаимодействия с другими объектами и структурами Галактики. Оно не занимает какого-то особого, центрального положения, а находится на умеренном удалении от центра в относительно спокойном регионе.

Положение относительно центра и диска Галактики

Млечный Путь — это большая спиральная галактика с перемычкой (баром). Она состоит из центрального утолщения (балджа), диска, в котором сосредоточены спиральные рукава, и обширного сферического гало. Солнце находится в пределах тонкого диска Галактики. Расстояние от Солнца до центра Галактики, где расположена сверхмассивная чёрная дыра Стрелец А*, оценивается примерно в $8-8,5$ килопарсек (кпк), что эквивалентно $26000-28000$ световых лет. Это примерно половина расстояния от центра до видимой границы галактического диска. Солнце расположено очень близко к плоскости симметрии диска, возвышаясь над ней всего на $15-20$ парсек (около $50-65$ световых лет) в сторону северного галактического полюса.

Положение в спиральных рукавах

Галактический диск не является однородным, а имеет выраженную спиральную структуру. Солнечная система находится не в одном из главных спиральных рукавов, а в меньшем рукаве, который называется Рукав Ориона или Местный рукав (иногда его также называют Шпорой Ориона). Этот рукав является своего рода ответвлением или мостом между двумя крупными рукавами: внутренним Рукавом Стрельца и внешним Рукавом Персея. Наше положение внутри небольшого рукава защищает нас от интенсивного излучения и гравитационных возмущений, характерных для массивных и плотных главных рукавов, где активно идут процессы звездообразования.

Орбитальное движение

Солнце, как и другие звёзды Галактики, не стоит на месте, а обращается вокруг её центра. Солнечная система движется по практически круговой орбите со скоростью около $220-240$ км/с. Один полный оборот вокруг центра Галактики, называемый галактическим годом, Солнце совершает примерно за $225-250$ миллионов земных лет. С момента своего образования (около $4,6$ млрд лет назад) Солнце совершило около $20$ таких оборотов.

Зона галактической обитаемости

Местоположение Солнца считается очень удачным для существования и развития жизни. Оно находится в так называемой "зоне галактической обитаемости". Эта зона характеризуется двумя основными условиями:
1. Достаточная удалённость от галактического центра, чтобы избежать губительного излучения от центральной чёрной дыры и высокой концентрации звёзд, что снижает риск близких взрывов сверхновых.
2. Достаточная близость к центру, чтобы среда была обогащена тяжёлыми элементами (тяжелее водорода и гелия), которые были синтезированы в предыдущих поколениях звёзд. Эти элементы необходимы для формирования планет земного типа и сложных органических молекул.
Кроме того, орбита Солнца близка к коротационному кругу — месту, где скорость вращения звёзд совпадает со скоростью распространения волн плотности, образующих спиральные рукава. Благодаря этому Солнце очень медленно пересекает спиральные рукава, проводя большую часть времени в относительно спокойных межрукавных областях, что обеспечивает длительные периоды стабильности для Земли.

Ответ: Солнце расположено в диске спиральной галактики Млечный Путь на расстоянии около $26000-28000$ световых лет от её центра. Оно находится в малом спиральном рукаве, называемом Рукавом Ориона, между более крупными рукавами Стрельца и Персея. Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью примерно $220-240$ км/с, совершая полный оборот (галактический год) за $225-250$ миллионов лет. Данное положение считается благоприятным для развития жизни, так как находится в зоне галактической обитаемости.