«Лучевая скорость»

радиальная скорость (в астрономии), проекция скорости звезды небесного объекта в пространстве на направление от объекта к наблюдателю, то есть на луч зрения. При определении Л. с. используется принцип Доплера (смотри Доплера эффект), применимость которого к световым волнам была доказана в 1900 А. А. Белопольским (См. Белопольский). Согласно этому принципу, длина волны света, излучаемого или поглощаемого движущимся телом, увеличивается или уменьшается в зависимости от того, удаляется это тело от наблюдателя или приближается к нему. Если длину волны, излучаемую неподвижным по отношению к наблюдателю источником света, обозначить λ₀, а движущимся λ, то разность λ — λ₀ зависит от скорости источника относительно наблюдателя υ в соответствии с формулой, учитывающей эффекты теории относительности

где с — скорость света. Когда υ много меньше, чем с, это соотношение приближённо записывается в виде

Так как скорость звёзд в нашей Галактике не превышает нескольких сотен км/сек, при изучении их движений применяется именно эта приближённая формула. Точная формула используется при изучении движения скоростей вещества, выбрасываемого звёздами, и в других случаях. Л. с. определяют путём измерения разности длин волн линий излучения или поглощения в спектре небесного объекта и в спектре неподвижного лабораторного источника света. Для обычных звёздных скоростей смещения линий малы. Так, для Л. с. 10 км/сек разность λ — λ₀ для λ₀ = 4500 Å составляет 0,15 Å. При дисперсии используемого спектрографа 40 Å/мм разница в положении линий на спектрограмме составляет всего лишь около 0,004 мм. Поэтому для надёжного измерения Л. с. необходима специально подготовленная аппаратура, позволяющая свести к минимуму инструментальные и иные ошибки. На ряде обсерваторий мира, располагающих крупными телескопами, в том числе в СССР (на Крымской астрофизической обсерватории АН СССР), ведутся многолетние определения Л. с. звёзд. Измерения Л. с. звёзд в галактиках позволили обнаружить их вращение и определить кинематические характеристики вращения галактик, а также нашей Галактики. Периодические изменения Л. с. некоторых звёзд позволяют обнаружить их движение по орбите в двойных и кратных системах, а когда известны угловые размеры орбиты, определить её линейные размеры и расстояние до звезды (смотри Двойные звёзды). Иногда периодические изменения Л. с. объясняются пульсацией верхних слоев звёзд. В ряде случаев различие Л. с., определённое по спектральным линиям, образующимся в разных слоях атмосферы звезды, даёт возможность изучать движение звёздного вещества. Общность Л. с. группы звёзд позволяет выделять скопления генетически связанных звёзд, что имеет большое значение для изучения развития звёзд. О результатах исследований Л. с. удалённых галактик и квазаров, скорости которых составляют заметную долю скорости света, смотри в статье Красное смещение.

Лит.: Курс астрофизики и звёздной астрономии, т. 1, М. — Л., 1951, гл. 18—21.

В. Л. Хохлова.

ЛУЧЕВАЯ скорость - проекция пространственной скорости объекта на луч зрения; определяется по Доплера эффекту. Лучевая скорость положительна, если объект удаляется от наблюдателя, и отрицательна, если приближается к нему. Термин "лучевая скорость" используется в основном в астрономии.

radial velocity

ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ

астрономического объекта - составляющая его пространственной скорости вдоль луча зрения (скорость изменения расстояния между объектом и наблюдателем). Оценки Л. с. служат важнейшим источником информации о физ. и кинематич. характеристиках астр. объектов и их систем, а в случае достаточно удалённых галактик - и о расстояниях до них (см. Расстояний шкала в астрономии).

Измерение Л. с. в астрономии опирается почти исключительно на Доплера эффект, связывающий значение v_r с характеристикой спектра объекта - параметром смещения , где - длина волны к.-л. детали спектра (обычно узкой линии) в системе отсчёта наблюдателя, - длина волны этой детали в системе отсчёта источника. При ( с- скорость света) справедливо линейное соотношение . В общем случае зависимость от имеет более сложный вид (см. Красное смещение).

В принципе возможно восстановление распределения пространственных скоростей объектов по заданному распределению их Л. с. при условии, что первое распределение, даже будучи неизотропным, сохраняет свой вид в разл. точках пространства (В. А. Амбар-цумян, 1935). На практике это применимо лишь к окрестности Солнца в Галактике. Л. с. ближайших к Солнцу звёзд составляют десятки км/с, они обусловлены хаотич. движением звёзд относительно систематич. (среднего) движения - дифференц. вращения Галактики (на расстоянии Солнца от центра Галактики скорость вращения км/с). По контурам линий в спектрах звёзд, зависящим от лучевых скоростей атомов, удаётся рассчитать также (при соответствующих предположениях) полную скорость теплового и турбулентного движений атомов в звёздных атмосферах и сделать вывод о возможных упорядоченных движениях (напр., истечении вещества или круговом движении в газовом диске). Осевое вращение звёзд вызывает характерное "тарелкообразное" уши-рение спектральных линий (Г. А. Шайн, О. Струве, 1929); измеренная на основании этого эффекта экваториальная скорость вращения звёзд достигает = 400 км/с.

В интегральных спектрах звёздных систем (шаровых звездных скоплений, центральных областей галактик и др.) ширина линий определяется дисперсией скоростей звёзд вдоль луча зрения. Знание дисперсии скоростей в изолированных системах позволяет на основании вириала теоремы, оценить массу систем (А. Эйнштейн, 1921). Анализируя изменения Л. с. по видимым в проекции дискам галактик, можно определить характеристики вращения галактик и тем самым - радиальное распределение массы в них. Аналогичным образом, путём анализа эмиссионного спектра отд. участков объекта, изучается кинематика газовых туманностей.

Согласно Хаббла закону (1929), смещение z линий в спектрах достаточно удалённых галактик связано с расстоянием до них D соотношением , где км/(с*Мпк) - параметр Хаббла. Механизм этого т. н. красного смещения связывают с эффектом Доплера. При этом из ф-лы Хаббла следует линейное соотношение между Л. с. и расстоянием до галактики: , интерпретируемое в рамках нестационарной космология, модели (А. А. Фридман, 1922) как локальное следствие общего расширения Вселенной (см. Космология). В. Ю. Теребиж.