銀道坐標系以太陽為中心的坐標設定對天體物理學的研究發展是否利大於弊？

11-27

今天在搜集銀河系資料時發現銀道坐標系是以太陽為坐標中心的（本人小白），明白這麼做可能是受觀測技術的制約。不過乍一眼看去，這麼做應該會給計算上帶來一些麻煩。希望專業人士解惑，這種設定到目前為止是否極大便利了天體物理學的研究？便利到什麼程度？在未來何種情景（技術手段和應用需求）下，有可能更改為以銀心作為坐標原點？

圖片來自wikipedia

題主實際上問了一個好問題。我在本科畢業的時候為了這個問題糾結過一陣子。我當時處理的問題是銀河系的球狀星團。

好了，有天文知識的人就懂了，銀河系的100多個球狀星團是以銀心為中心對稱分布的。為什麼呢？因為銀心是引力中心。至於太陽的地位，只能呵呵了。所以，我在處理球狀星團的軌道運動的時候發現，如果用以銀心為坐標原點的坐標系統，會非常方便的。無論是進行軌道推演（軌道積分），還是驗證觀測（視向速度和自行的矢量計算）都非常有用。這兩個坐標之間的換算其實也非常簡單。只需要一次平移，一次翻轉，OK。

這種以銀心為坐標原點的表達方式，本質上與目前這個方式沒有區別，只有一個小小的數學遊戲而已。運算量其實不會減少，能有幫助的只是直觀上便於表達而已。這種方式非常適合處理銀河系尺度的問題，比如球狀星團、旋臂系統、銀心對面的東西、衛星星系問題等等。

為什麼我們並沒有默認採用這個系統來表達呢？原因我認為除了題主說的以外，還有兩點不能忽視的地方：

換算過去必須要知道太陽到銀心的絕對距離。
換算過去之後，描述天體的徑向運動就需要自行。

對於1，目前有一個參考值，但是並不公認。不同的觀測體系，不同的具體問題，不同的模型考慮，都有不同的結果，從7.5kpc到8.7kpc之間都有人在用，很不統一。

對於2，自行是很難觀測的物理量。通常視向速度更容易知道。

回答完畢。拋磚引玉。

銀道坐標系是一個二維的天球坐標系，就是說只有經緯度，沒有縱深的距離。天球坐標系，不管以赤道、黃道還是銀道作為基本大圓，都是用來幫助觀測者描述天球上不同視線方向的，所以觀測者在什麼地方，假想的「天球」的球心就在觀測者那裡。

所以如果以後要定義一個中心在銀心的坐標系，可能是以下幾種情況：
1、有觀測者跑到銀心那裡去了，需要描述在那裡所見的星空，而建立一個以銀心為球心的天球坐標系；
2、有觀測者跑到銀盤外面，俯瞰整個銀盤，需要方便的描述整個盤結構的時候，可以建立一個以銀心為圓心的平面坐標系；
3、人類殖民了整個星系，太陽系的位置無足輕重之後，為了直觀的描述星系中各定居點的位置，而建立一個以銀心為球心，包含徑向維度的三維球坐標系…………

我感覺是這樣的，銀道坐標主要是用來定位核外星系的，比如南銀極巡天之類的。在星系際的尺度上太陽到銀心距離的無所謂了。
描述銀河系內的天體在銀河系的位置可能用到一種類似柱坐標的東西，比如在銀道面上/下方多少光年，離銀心多少光年等等。
用哪種坐標取決於坐標能不能體現一些特殊的性質。比如河外星系的銀緯會影響對它的觀測質量，還有典型的氣體塵埃和球狀星團離銀面的距離是不一樣的。

問題是如果銀河系中心為坐標起點，那麼太陽的準確坐標都不好測定了。
我們基本上分辨不清銀河系中心附近的恆心。
我們現在能研究太陽系周邊的恆星就不錯了。
那樣的話以銀河系中心為坐標起點可能就不太合適了。