Собственное движение звезды

Cо́бственное движе́ние звезды́, скорость углового движения звезды на небесной сфере относительно инерциальной системы координат. Выражается в секундах дуги в год. Открыто Э. Галлеем, который обнаружил в 1718 г. изменение координат некоторых ярких звёзд из звёздного каталога Гиппарха, содержащегося в «Альмагесте» Клавдия Птолемея. Самое большое известное собственное движение – у звезды Барнарда (10,357″/год), чуть меньше – у звезды Каптейна (8,660″/год) и звезды Лакайль 9352 (6,896″/год). Наблюдаемое собственное движение звезды складывается из движения самой звезды и движения Солнца в пространстве (пекулярная и параллактическая составляющие). Если расстояние до звезды известно, по её собственному движению можно вычислить тангенциальную составляющую полной скорости движения звезды в пространстве (т. е. составляющую скорости, лежащую в плоскости, перпендикулярной лучу зрения), выраженную в километрах в секунду. Для получения полной скорости звезды в пространстве к собственному движению звезды надо добавить её лучевую скорость, которая до осуществления проекта GAIA была известна лишь для немногих звёзд (для указанных выше звёзд она составляет –110,8; 245,5 и 9,7 км/с соответственно).

Для измерения собственных движений звёзд обычно сравнивают фотографические пластинки или изображения с ПЗС-матриц, полученные в разные эпохи. При большой разнице эпох собственные движения звёзд могут быть измерены с высокой точностью.

Важным шагом в определении собственных движений звёзд был проект HIPPARCOS (Европейское космическое агентство), когда по наблюдениям на космическом телескопе «Гиппаркос» были измерены собственные движения около 120 тыс. звёзд с ошибкой около 1 мс дуги в год, которые вместе с их координатами приводятся в каталоге HIPPARCOS. Второй каталог, составленный по наблюдениям на этом телескопе, получил название TYCHO в честь датского астронома Т. Браге. В этом каталоге приводятся координаты и собственные движения около 1 млн звёзд с чуть бо́льшими ошибками. Для увеличения точности собственных движений звёзд из каталога TYCHO астрономы ГАИШ МГУ использовали Астрографический каталог, наблюдения звёзд которого проводились в начале 20 в. Благодаря разнице эпох наблюдений почти 90 лет ошибки собственных движений составили примерно 2,5 мс дуги в год (The Tycho Reference Catalogue^[1]).

В 2013 г. запущен космический телескоп GAIA (Европейское космическое агентство), целью которого было наблюдение и измерение положений и скоростей примерно 1 млрд небесных тел (звёзд, квазаров, галактик, малых тел Солнечной системы) до 20-й звёздной величины ${\displaystyle (m_{G})}$ в фотометрической полосе G (длины волн 330–1050 нм). Кроме измерения трёхмерных координат и скоростей планировалось выполнить широкополосную фотометрию, т. е. измерить звёздные величины звёзд в разных полосах электромагнитного спектра. В 2023 г. выпущен 3-й релиз данных (каталог 3), полученных на основе первых 34 месяцев наблюдений, с информацией о 1,468 млрд небесных тел до 21-й звёздной величины (GAIA Data Release 3). Собственные движения звёзд измерены с ошибкой 0,02–0,03 мс дуги в год для звёзд с ${\displaystyle m_{G}\!<\!15}$; 0,07 мс дуги в год ${\displaystyle (m_{G}\!=\!17)}$; 0,5 мс дуги в год ${\displaystyle (m_{G}\!=\!20)}$ и 1,4 мс дуги в год ${\displaystyle (m_{G}\!=\!21)}$. Лучевые скорости были измерены для гораздо меньшего числа звёзд (около 33 млн) с ${\displaystyle m_{G}\!<\!14}$ и в диапазоне эффективных температур ${\displaystyle (T_{\rm {eff}})}$ от 3100 до 14 500 K. В зависимости от ${\displaystyle m_{G}}$ и ${\displaystyle T_{\rm {eff}}}$ ошибка измерения составляет от 200–300 м/с до 3,5 км/с. Осуществление проекта GAIA позволит построить трёхмерную картину расположения и движения звёзд в Галактике.