自行运动与恒星运动学

自行运动是恒星在天空中缓慢的角漂移，它与距离和视向速度相结合，可以得出恒星在空间中的完整三维运动。

Definition

自行运动是恒星在天空中垂直于视线方向的角位置变化率，通常以每年角秒（arcseconds per year）为单位测量。

Scope

本主题涵盖自行运动的测量，即恒星随时间推移的视在角位移，以及将其解释为恒星运动学。它包括将自行运动和距离转换为切向速度，与视向速度结合以获得完整的空间速度，以及利用运动学研究银河系自转、移动星群和恒星族群。

Core questions

• 如何根据不同历元的恒星位置测量自行运动？
• 如何结合自行运动和距离来获得切向速度？
• 自行运动和视向速度如何共同给出完整的空间速度？
• 恒星运动学揭示了关于银河系结构和恒星族群的哪些信息？

Key theories

空间速度分解

恒星在空间中的完整速度是通过其切向速度（由自行运动和距离推导）与沿视线的视向速度相结合而重建的。

运动学族群分析

恒星空间速度的分布区分了运动学族群，例如薄盘、厚盘和晕，这些族群编码了银河系的形成和动力学历史。

Clinical relevance

自行运动可以识别近距离和高速恒星，通过共享运动揭示星团和移动星群的成员，追踪银河系自转和引力势，并结合视差构建恒星运动的三维图。

History

哈雷于1718年通过注意到亮星自古以来已经发生位移而发现了自行运动；长期的摄影基线以及后来的依巴谷（Hipparcos）和盖亚（Gaia）任务将自行运动转化为精确的全天运动学数据。

Seminal works

• binneyMerrifield1998
• gaia2016
• kovalevskySeidelmann2004

Frequently asked questions

自行运动与恒星的真实速度相同吗？

不；自行运动仅是恒星在天空中角漂移的表现。将其转换为物理切向速度需要知道距离，而完整的空间速度还需要通过光谱学获得的视向速度。

为什么附近的恒星往往具有更大的自行运动？

对于给定沿视线方向的物理速度，较近的恒星每年会产生更大的角位移，因此附近的恒星通常显示出更大的自行运动。