Nuestra galaxia, como todas las demás galaxias espirales, está rotando, y las estrellas que hay en el interior de toda galaxia espiral, se mueven en órbitas alrededor del centro de la galaxia. Realmente, fueron los movimientos de las estrellas en las galaxias externas las que nos dieron la idea de la materia oscura en el universo; sus movimientos indicaron que había más masa dentro de su órbita de la que podría explicarse solo por la materia visible. Esto, claro está, también es cierto en nuestra propia galaxia.
A la distancia del Sol del centro de la galaxia (alrededor de 8 kpc o 24 mil años luz) nos movemos a una velocidad orbital de unos 220 km/s y tardamos unos 230 millones de años en hacer una revolución alrededor del centro de la galaxia.
Las estrellas también tienen algunos movimientos aleatorios, no orbitan la galaxia en círculos exactos. Este movimiento aleatorio suele ascender a unas pocas decenas de km/s en alguna dirección.
Como observadores, vemos este movimiento de las estrellas como lo que se llama "movimiento propio": la proyección de su velocidad en el plano del cielo y el "movimiento radial", que es la proyección de su velocidad a lo largo de nuestra línea de visión. Podemos detectar el movimiento radial observando los cambios de longitud de onda que crea en el espectro de la estrella. El movimiento adecuado lo detectamos trazando la posición de la estrella a lo largo del tiempo y viendo cómo se mueve en relación con los objetos "fijos" más distantes. La estrella con mayor movimiento propio es la estrella de Barnard, que se mueve unos 10 segundos de arco (0,003 grados) por año. Un movimiento propio más típico es de aproximadamente 0,1 segundos de arco al año.
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