第５章 天の川銀河と星間物質 45,46

天文宇宙検定1級公式参考書「極・宇宙を解く－現代天文学演習」を読んで、わからない用語や整理したい内容をまとめています。
ど素人がまとめていますので、誤り等指摘いただけると嬉しいです。

銀河回転と恒星の運動

天の川銀河内の恒星は、天の川銀河の重力と銀河回転による遠心力が釣り合った状態で天の川銀河の中心の周りをほぼ円軌道で運動している。
恒星の空間運動を$${u}$$、銀河の回転運動を$${V}$$、恒星のランダム運動を$${ν}$$とすると以下が成り立つ

$${u = V + ν}$$

局所静止基準

天の川銀河の中心の周りを、太陽の位置で銀河回転している座標系のこと
以降、恒星の視線速度$${ν_r}$$、接線速度$${ν_t}$$、固有運動$${μ}$$は局所静止基準に対する値である

銀河回転による視線速度と接線速度

（図がないと難しいです、せめて式だけ。。。）

視線速度

$${ν_r = V(R)\sin α - V_0\sin l = [ω(R) - ω_0]R_0\sin l}$$

接線速度

$${ν_l = V(R)\cos α - V_0\cos l = [ω(R) - ω_0]R_0\cos l - rω(R)}$$

オールトの解析

オールト定数

$${A = - \frac{R_0}{2}(\frac{dω}{dR})_0}$$

$${B = - \frac{R_0}{2}(\frac{dω}{dR})_0 - ω_0}$$

現在、オールト定数は$${A = 14km/s/kpc、B = -12km/s/kpc}$$の値が採用されている

オールト定数と銀河回転

$${ω_0 = \frac{V_0}{R_0} = A - B}$$

$${(\frac{dV}{dR})_0 = - (A + B)}$$

中性水素の21cm線

星間ガスのほとんどは水素であり、そのうちの中性水素（HⅠ）ガスの放射する波長21.1cmの電波は星間吸収をほとんど受けないため、天の川銀河のあらゆる場所からの電波を観測することができる。
この電波輝線は21cm線と呼ばれる。

天の川銀河と銀河回転

銀河中心の周りの恒星やガスの公転運動を銀河回転と言い、銀河回転の速度$${V}$$を銀河中心からの距離$${R}$$の関数として表したものを回転曲線という。

天の川銀河の銀河回転とガスの分布

銀河中心からの距離が3kpcから15kpcの範囲では、銀河回転速度$${V(R)}$$は太陽の回転速度$${V_0 = 220km/s}$$とほぼ等しく、この傾向はさらに外側まで続くらしいことがわかっている。