引力振动与太阳运动

太阳系行星轨道图（来源：国家航空航天局/喷气式推进实验室）

从小，我们就认识到：太阳系内所有行星围绕一颗恒星——太阳转，太阳在太阳系内部运动吗?

一般来说，太阳在宇宙中远不是静止的。例如，我们知道，我们的恒星以每小时45万英里(每小时72万公里)的惊人速度围绕银河系的中心运行，并拖着整个太阳系一起运行。在一天的过程中，太阳似乎也从我们的有利位置移动了。它东升西落，给我们带来美丽的日出和日落。然而，这种运动是地球自转而不是太阳运动的结果。

此外，在地球一年(我们熟悉的365.3天)的过程中，从我们的角度来看，太阳在天空中的位置也在变化。不过，根据格林威治皇家博物馆的说法，这并不是太阳实际运动的结果，而是地球倾斜的缘故，有一个平坦的“椭圆轨道”，在一年中有一段时间比其他时候距离太阳更近。

行星绕太阳运行一周所需的时间决定了它一年的长度，离太阳最近的行星水星的一年，相当于地球的88天。在太阳系的邻居中，最长的行星轨道属于海王星，它的一年持续60182个地球日(164.8个地球年)。回到话题上来，简单回答是太阳确实在太阳系内移动位置，尽管移动的幅度很小。这种有限的振荡运动或“摆动”是由围绕太阳运行的行星的引力影响造成的。帕特里克·安托林(Patrick Antolin)是诺森比亚大学(Northumbria University)的太阳科学家，专门研究在太阳大气中观察到的现象，尤其是太阳日冕，这是太阳大气中最广泛的一层。

运动是相对的。太阳系围绕银河系的中心运行，在太阳系内，太阳也不是完全静止的，它与其他天体的引力相互作用，”安托林告诉太空网。这位太阳科学家说，两个天体之间的引力双向作用。当物体一拉着物体二时，物体一也在拉着它自己，即使两个物体之间的大小差异巨大。 “太阳和太阳系其他天体的质量差别很大，太阳作为主要的引力源，不容易受其他行星引力的影响，”他继续说。从上面看，一颗大行星和一颗恒星围绕它们共同的质心运行。最终结果是，太阳系的行星并不围绕它们的恒星运行。

相反，太阳和每颗行星都绕着一个相互引力的点运行，这个点被称为“质心”，它的位置由所讨论的天体的质量决定。太阳比行星大得多，这些质心位于太阳的深处；如果一颗行星的质量较小，它所环绕的质心就会离太阳的心脏更近。这些质心离太阳中心越近，太阳因行星运行时产生的摆动就越小。

安托林说:“作为一个很好的近似，人们可以忽略来自任何其他行星的微小引力。”“然而，我们的仪器和理论足够精确和先进，我们可以探测到其他天体对太阳施加的额外引力的微小偏差，特别是木星产生的引力，它比太阳系所有其他行星的总和还要大。”

太阳的质量大约是木星的1000倍，木星是太阳系中的第五大行星，因此，根据利克天文台的说法，在行星围绕恒星运行12个地球年里，这颗气态巨行星对太阳的影响不超过每小时40英里的“摆动”。

在相同的比例维度上比较太阳系和太阳的行星的插图。行星轨道之间是按比例排列的，但它们的距离不是。这些天体从左到右分别是:太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。(图片来源: 马克 ﹒加利克 /科学图片库/盖蒂创意)

由绕轨道运行的行星引起的恒星摆动可以通过它们产生的光波长的变化来探测到，类似于多普勒频移。这意味着多普勒效应可以用来探测太阳系外围绕恒星运行的行星，称为太阳系外行星或“系外行星”。当一颗恒星摆动时，它发出的光的波长会被拉长，并且随着它的运动方向远离地球而变得更红，这被称为“红移”。当一颗恒星向地球移动时，它的光的波长被压缩，使它的颜色相对更蓝，可以预见的是被称为“蓝移”。

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这种效应不仅可以用来发现恒星的摆动，从而探测到系外行星的存在，而且还可以用来测量遥远行星系统中天体的一些特性。

安托林说:“如果能探测到星体的摆动和速度，就能推断出它们之间的质量和距离。”“这可以应用于任何恒星系统，我们可以检测到摆动并测量旋转物体的速度。

“当然，当涉及两个以上的大质量天体时，会有额外的复杂性，但数值模型通常可以帮助找出最可能参与摆动的行星数量。”

BY:Robert Lea

FY:jane

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来源: 天文在线