Astronomisk enhet

Astronomisk enhet (rysk beteckning: au [1] [2] [3] ; internationell: sedan 2012 - au [4] [5] ; tidigare använd beteckning ua [6] [2] ) är en måttenhet för avstånd inom astronomi , ungefär lika med det genomsnittliga avståndet från jorden till solen . Det är för närvarande accepterat att vara exakt 149 597 870 700 meter [7] .

Den astronomiska enheten används främst för att mäta avstånden mellan objekt i solsystemet , exoplanetära system och även mellan komponenterna i dubbelstjärnor .

Stavning

När man förkortar frasen "astronomisk enhet" i en sammanhängande text är normen att skriva med ett mellanslag: "a. e." [8] . Den ryska beteckningen av den astronomiska enheten som en måttenhet för längd i enlighet med dekret från Ryska federationens regering [9] nr 879 "Om godkännande av bestämmelserna om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen ” skrivs utan mellanslag: ”a.u.” [3] [2] [ förtydliga ] . International Bureau of Weights and Measures betraktar beteckningarna på måttenheter inte som förkortningar, utan som matematiska enheter ( franska  entités mathématiques , engelska  matematiska enheter ) [10] .

Definition

I augusti 2012 beslutade den 28: e generalförsamlingen för International Astronomical Union (IAU) i Peking att koppla den astronomiska enheten till International System of Units (SI) . Sedan den tiden anses den astronomiska enheten vara exakt 149 597 870 700 meter. Dessutom beslutade IAU att standardisera den internationella beteckningen för den astronomiska enheten: "au" [7] .

Tidigare definitioner

Den astronomiska enheten definierades ursprungligen som längden på den halvstora axeln i jordens omloppsbana, eller, på motsvarande sätt, medelvärdet mellan minsta ( perihelion ) och maximala ( aphelion ) avstånd från jorden till solen. Enligt ellipsens egenskaper är detta värde också medelavståndet från jordens bana till solen [11] :126 .

1976 omdefinierade IAU:s 16:e generalförsamling den astronomiska enheten som enheten för avstånd där Gausskonstanten antar värdet 0,01720209895 (när den används som enheten för tid på dygnet, exakt 86 400  SI sekunder ; och som enheten för massa, solens massa , vid den tiden ansett lika med 1,9891⋅10 30  kg ) [12] . I denna definition motsvarade den astronomiska enheten radien av testkroppens cirkulära omloppsbana i isotropiska koordinater , vars rotationsvinkelhastighet , om man bortser från alla solsystemets kroppar utom solen, är exakt lika med 0,01720209895 radianer per dag [13] .

I IERS 2003-systemet av konstanter antogs den astronomiska enheten vara 149 597 870 691 m [14] . Detta värde och symbolen "ua" anges i informationsbilagan till den internationella standarden ISO 80000-3revisioner under 2009. I 2019 års revision av denna standard nämns inte den astronomiska enheten [15] .

Relation to the International System of Units (SI)

Den astronomiska enheten ingår i listan över icke-systemiska enheter som godkänts av International Bureau of Weights and Measures , antagna för användning tillsammans med SI-enheter [4] . I Ryska federationen är användningen av den astronomiska enheten tillåten inom tillämpningsområdet "astronomi" i nivå med SI-enheter utan tidsbegränsning. Det är inte tillåtet att använda en astronomisk enhet med långa och multipla SI-prefix [1] [2] .

Historik

Det första vetenskapliga försöket att beräkna astronomiska avstånd gjordes av skaparen av världens heliocentriska system , Aristarchus från Samos , i sin avhandling "Om solens och månens storlek och avstånd" på 300-talet f.Kr. e. Aristarchus trigonometriska metod var inte tillräckligt exakt, men under ett och ett halvt tusen år, från antiken till renässansen , var detta den enda metoden som astronomerna kände till.

Sedan tillkomsten av Keplers himlamekanik har relativa avstånd i solsystemet (exklusive den för nära månen ) blivit kända med god noggrannhet. Eftersom solen är systemets centrala kropp, och jorden, som rör sig i en nästan cirkulär bana, är observatörernas plats, var det naturligt att ta denna banas radie som en måttenhet. Det fanns dock inget sätt att på ett tillförlitligt sätt mäta värdet på denna enhet, det vill säga att jämföra det med jordiska skalor. Solen är för långt borta för att på ett tillförlitligt sätt mäta sin parallax från jorden . Avståndet till månen var känt, men baserat på de data som var kända på 1600-talet var det inte möjligt att uppskatta förhållandet mellan avstånden till solen och månen - observationen av månen ger inte den erforderliga noggrannheten, och förhållandet mellan jordens och solens massor var inte heller känt.

Det första sättet att klargöra avståndet från jorden till solen var att klargöra solens parallax genom att jämföra den med Venus parallax när den senare passerade genom solskivan . År 1639 gjorde den engelske astronomen Jeremy Horrocks , tillsammans med William Crabtree , den första observationen någonsin av Venus transitering i vetenskapliga syften och beräknade avståndet från jorden till solen. I moderna enheter var resultatet av Horrocks beräkningar 95,6 miljoner km och var det mest exakta för sin tid. Uppgifter om denna observation publicerades först efter båda forskarnas död, 1661, av Jan Hevelius [16] .

År 1672 mätte Giovanni Cassini , tillsammans med sin medarbetare Jean Richet , Mars parallax . Eftersom parametrarna för jordens och Mars banor var kända med hög noggrannhet blev det möjligt att förfina värdet på den astronomiska enheten - i moderna enheter fick de cirka 140 miljoner km [17] .

Därefter förfinades värdet på den astronomiska enheten upprepade gånger när man observerade Venus transiter över solskivan [18] . Observationer av asteroiden Eros parallax under dess närmande till jorden 1901 [19] och 1930-1931 gjorde det möjligt att få en ännu mer exakt uppskattning [11] .

Den astronomiska enheten förfinades också med hjälp av planetradar. Placeringen av Venus 1961 fastställde att den astronomiska enheten är 149 599 300 ± 2000 km . Omradareringen av Venus 1962 gjorde det möjligt att minska osäkerheten och klargöra värdet på den astronomiska enheten till 149 598 100  ± 750 km . Det visade sig att före platsen för 1961 var värdet på den astronomiska enheten känt med en noggrannhet på 0,1 % .

Det nyaste sättet att förfina den astronomiska enheten är baserat på observationer av rörelsen hos automatiska interplanetära stationer , vars element i omloppsbanorna kan bestämmas med hög noggrannhet tack vare regelbundna kommunikationssessioner med dem [11] :128 .

Långtidsmätningar av avståndet från jorden till solen registrerade dess långsamma ökning med en hastighet av (15 ± 4) meter per hundra år [20] (vilket är en storleksordning högre än noggrannheten i moderna mätningar). En av anledningarna kan vara förlusten av massa från solen (på grund av solvinden ), men den observerade effekten överstiger avsevärt de beräknade värdena [21] .

Vissa avstånd och relationer

• Elektromagnetisk strålning , inklusive synligt ljus , färdas 1 astronomisk enhet på cirka 500 sekunder (8 minuter och 20 sekunder).
• Det faktiska avståndet från jorden till solen är inte konstant, under året varierar det från 0,9832898912 till 1,0167103335 AU.
• Halvstoraxeln i Neptunus omloppsbana , den mest avlägsna planeten i solsystemet, är cirka 30,1 AU. [22]
• Den 21 februari 2019 sattes ett nytt observationsrekord för det mest avlägsna objektet i solsystemet. Det trans-neptuniska objektet som hittades på bilderna från Subaru -teleskopet fick namnet FarFarOut . Avståndet till den uppskattas till 140 ± 10 AU. [23]
• Rymdfarkosten Voyager 1 , från och med 2021, har tillryggalagt ett avstånd på 150 AU. från solen och fortsätter att röra sig bort från den med en hastighet av cirka 3,6 AU/år (dess nuvarande borttagning visas här Arkiverad 10 mars 2017 på Wayback Machine ). Detta är det mest avlägsna föremål som skapats av människan från jorden [24] .
• 1 ljusår ≈ 63 241 AU
• 1 parsec ≈ 206 265 AU (omvandlingsfaktorn är ett irrationellt tal , exakt lika med antalet bågsekunder i 1 radian , 180 60 60/ π ) [25] .
• Avståndet till den närmaste (efter solen) stjärnan till oss, Proxima Centauri , är cirka 268 400 AU. [26]

Se även

• Parsec
• Ljusår
• Gaussisk konstant

Anteckningar

1. ↑ 1 2 GOST 8.417-2002. Statligt system för att säkerställa enhetlighet i mätningar. Enheter av kvantiteter. . Hämtad 14 juni 2019. Arkiverad från originalet 16 juni 2019. (obestämd)
2. ↑ 1 2 3 4 Förordningar om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen . Federal Information Foundation för att säkerställa enhetlighet i mätningar . Rosstandart . Hämtad 21 maj 2017. Arkiverad från originalet 28 april 2021. (obestämd)
3. ↑ 1 2 Artikel 5352 dekret nr 879 om godkännande av förordningarna om kvantitetsenheter som är tillåtna för användning i Ryska federationen  // Samling av Ryska federationens lagstiftning: Bulletin. - Juridisk litteratur , 2009. - 9 november ( nr 45 ). - S. 13070 .
4. ↑ 12 BIPM - SI-broschyr, tabell 6 . www.bipm.org. Hämtad 15 april 2017. Arkiverad från originalet 11 november 2014. (obestämd)
5. ↑ Från engelska.  astronomisk enhet .
6. ↑ Från fr.  förena astronomique .
7. ↑ 1 2 International Astronomical Union, ed. (31 augusti 2012), RESOLUTION B2 om omdefinitionen av den astronomiska längdenheten , RESOLUTION B2 , Peking, Kina: International Astronomical Union Arkiverad 16 augusti 2013 på Wayback Machine 
8. ↑ De viktigaste allmänt accepterade grafiska förkortningarna // Russian Spelling Dictionary / Lopatin V. V ..
9. ↑ Artikel 6. Krav på kvantitetsenheter // Federal lag "om säkerställande av enhetlighet i måtten" nr 102-FZ.
10. ↑ 5.2  Enhetssymboler . SI-broschyr: The International System of Units (SI) 147. BIPM (2019). - "Enhetssymboler är matematiska enheter och inte förkortningar". Hämtad 15 april 2017. Arkiverad från originalet 1 oktober 2017.
11. ↑ 1 2 3 Astronomisk enhet /  Yu . - M  .: Soviet Encyclopedia , 1986. - S. 126-128. — 70 000 exemplar.
12. ↑ Resolution nr. 10 av International Astronomical Unions XVI:e generalförsamling Arkiverad 2 maj 2019 på Wayback Machine , Grenoble, 1976
13. ↑ Gareth V. Williams. ASTRONOMISK ENHETTastronomisk enhet  (engelska)  // Encyclopedia of Planetary Science. - Dordrecht: Springer Nederländerna, 1997. - S. 48–51 . - ISBN 978-1-4020-4520-2 . - doi : 10.1007/1-4020-4520-4_31 .
14. ↑ IERS Conventions (2003) Arkiverad 4 december 2008.
15. ↑ ISO 80000-3:2019(sv). kvantiteter och enheter. Del 3: Rum och tid . Internationella standardiseringsorganisationen. Hämtad 7 maj 2022. Arkiverad från originalet 17 juni 2016. (obestämd)
16. ↑ Paul Marston. Jeremiah Horrocks - ungt geni och första Venus transitobservatör  . - University of Central Lancashire, 2004. - S. 14-37.
17. ↑ Eremeeva A.I., Tsitsin F.A. Astronomis historia. - M . : Publishing House of Moscow State University, 1989. - S. 316.
18. ↑ Polozova N. G., Rumyantseva L. I. 350 år av observationer av Venus passage över solskivan // Astronomisk kalender för 1989. - M . : Nauka , 1988. - Issue. 92 . - S. 244-253 .
19. ↑ Hinks, Arthur R. Solar Parallax Papers No. 7: The General Solution from the Photographic Right Ascensions of Eros, at the Opposition of 1900   // Månad . Inte. Roy. Astron. soc. : journal. - 1909. - Vol. 69 , nr. 7 . - s. 544-567 . - .
20. ↑ Krasinsky GA, Brumberg VA Sekulär ökning av astronomisk enhet från analys av de stora planetrörelserna och dess tolkning  // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy  . - Kluwer Academic Publishers, 2004. - Vol. 90 , nej. 3-4 . - s. 267-288 . — ISSN 0923-2958 . - doi : 10.1007/s10569-004-0633-z .
21. ↑ Iorio L. Sekulär ökning av den astronomiska enheten och perihelionprecessioner som tester av Dvali–Gabadadze–Porrati multidimensionella braneworld scenario  //  Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. - 2005. - Vol. 2005 , nej. 09 . — S. 006 . - doi : 10.1088/1475-7516/2005/09/006 . - arXiv : gr-qc/0508047 .
22. ↑ Neptune  / Xanfomality L. V. // Great Russian Encyclopedia [Elektronisk resurs]. — 2017.
23. ↑ Nola Taylor Redd. Ny "FarFarOut"-värld är det mest avlägsna solsystemobjektet som är  känt . Scientific American (7 mars 2019). Hämtad 23 maj 2019. Arkiverad från originalet 9 mars 2019.
24. ↑ Snabba fakta . Voyager - Det interstellära uppdraget . NASA. Hämtad 2 juni 2017. Arkiverad från originalet 8 oktober 2011. (obestämd)
25. ↑ Enligt not 4 i resolution B2 från International Astronomical Unions XXIX generalförsamling (2015) definieras parsec som exakt AU. \ u003d AU, det vill säga den sammanfaller med cirkelns radie, där längden på bågen , subtrahering av vinkeln på 1 bågsekund, är lika med 1 astronomisk enhet. Den tidigare definitionen av parsec baserades på det lilla benet i en rätvinklig triangel snarare än på en båge, och skiljde sig från den moderna med mindre än 10 −9 %. Skillnaden mellan de nya och gamla definitionerna är många storleksordningar mindre än det bästa tillgängliga relativa felet vid mätning av interstellära avstånd för modern teknik . Därför ändrades inte avstånden uppmätta i parsecs faktiskt med förändringen i definitionen.
26. ↑ Baserat på de senaste uppgifterna från Gaia Telescope Arkiverad 3 september 2016 på Wayback Machine på parallax

Länkar

• Williams, D. & Davies, R. D. (1968), En radiometod för att bestämma den astronomiska enheten , Monthly Notices of the Royal Astronomical Society T. 140 (4): 537 , DOI 10.1093/mnras/140.4.537 

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor dansk stor kines Stor norsk Stor ryss Universalis Moderna Ukraina
I bibliografiska kataloger	GND : 1077621957