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银河系自转

最早研究星系旋转的人是张。1887年，他用自己的数据研究了银河系的自转。当时，由于缺乏数据和精度低，银河系的自转无法得到证实。1924年，斯特隆伯格根据恒星运动的不对称性提出了银河系旋转的假设。后来，Lindblad提出了不同的子系统围绕银河系中心以不同的速度旋转的想法。1927年，奥尔特从理论上引入了银河系自转不良对恒星视向速度和银河系经度的影响公式(即奥尔特公式)，并通过对恒星视向速度的分析证实了银河系的自转。

在20世纪40年代之前，银河系的自转主要是通过光学观测来研究的，比如径向速度和自旋。然而，这种方法有很大的局限性。它只能提供距离太阳3到4千秒差距的数据。离太阳越远，数据就越不可靠。射电天文学兴起后不久，在银河系中观测到一条21厘米长的中性氢线。从中性氢21 cm线的位移可以得到中性氢云的径向速度，从而可以推断出银河系的自转速度。目前，射电观测中性氢21cm光谱已成为研究银河系自转的最重要方法。

奥尔特根据恒星的视速度和它们自身的运动来计算银河系自转的公式是：

其中Vr为星系旋转对视向速度的影响；l- 10是恒星与银河系中心之间的银经度差；B为恒星银纬度(参见天体坐标系);Vr是视觉速度；1为银子午线；R是恒星到太阳的距离；A和B为奥尔特常数，其表达式为：

式中R0为太阳到银河系中心的距离；是银河系旋转的角速度；'=d /dr。奥尔特公式只适用于太阳附近1到2千秒的范围。除此之外，公式就不够精确了。

几十年来，许多天文学家通过分析O-B型恒星、造父变星、超巨星、星系团和其他天体的径向速度和自数据，确定了星系旋转的A和B值。目前常用的值是：

A=+15 km/(秒千秒差距);

B=-10 km/(秒千秒差距);

R0等于10kocapsec。可以计算出，银河系在太阳处的角速度为每年0.0053，自转的线速度为每秒250公里，自转周期为2.5108年。

通过射电观测和光学观测相结合，可以得到星系自转速度的分布。当距银河系中心的距离R很小时，旋转速度V(R)R接近于刚体旋转。当R很大时，V(R)R -1/2，接近开普勒的旋转，行星围绕太阳的运动，这是开普勒定律所描述的旋转。自旋线的速度曲线是双峰的。

银河系中物质的密度和总质量可以从旋转曲线中得到。盘面上离银河系中心不太近的恒星的轨道与它们的圆形轨道偏差很小。因此，恒星圆周运动的离心力应该与它所受的引力大致平衡。离心力取决于旋转速度和半径，重力取决于物质的密度分布。银盘通常被认为是一个非常平坦的旋转椭球体，它被分成几个同心的旋转椭球体壳，每个壳单独计算。银河系的总质量大约是1.41011太阳质量。

戴文赛参考书目：《恒星天文学》，科学出版社，北京，1965。A.布劳和m .施密特编，《银河系结构、恒星和恒星系统》，芝加哥大学出版社，芝加哥，1965年。