Unidad astronómica



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Unidad astronómica
de longitud
Información
Sistema Sistema astronómico de unidades
Unidad de largo
Símbolo
  • au (recomendado por la UAI desde 2012 y solo aprobado por el BIPM; habitual en inglés y otros idiomas)  ;
  • ua (anteriormente recomendado por la AUI, hasta 2012; todavía se usa en francés y otros idiomas)  ;
  • AU y UA (a veces también se utilizan) .

La unidad astronómica de longitud , o más habitualmente unidad astronómica (en inglés  : astronomical unit (of length) ), es la unidad de longitud del sistema astronómico de unidades  ; corresponde aproximadamente a la distancia entre la Tierra y el Sol, es decir, unos 150 millones de kilómetros . Todavía se menciona comúnmente "  au  ", "AU", "ua" o "UA", donde "  au  " es de hecho la única notación aprobada por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas , y esto desde 2012; "Ua" fue la calificación recomendada por la Unión Astronómica Internacional antes de 2012.

Se utiliza principalmente para expresar las distancias entre los objetos celestes en el sistema solar , así como entre los ubicados en otros sistemas planetarios . Está basado históricamente en la distancia entre la Tierra y el Sol y se constituyó en 1958. Durante la 28 ª  Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional , que tuvo lugar a finalesen Beijing , China , la unidad astronómica se define exactamente como 149.597.870.700  metros (valor fijo recomendado) ( es decir, 149,6  Gm , 4,848 1 × 10 6  pc , o 15,812 × 10 6  al ). Por tanto, un año luz vale aproximadamente 63.241 unidades astronómicas.

Definición

Como primera aproximación (asumiendo que la masa de los planetas es insignificante en comparación con la del Sol), la Tierra tiene una órbita elíptica alrededor del Sol, cuya ley temporal está contenida en las leyes de Kepler  ; para mayor precisión, tenemos en cuenta las interacciones entre los planetas y la fuerza ejercida por los planetas sobre el Sol. Por tanto, parece que la Tierra no se encuentra a una distancia constante del Sol. Afin d'obtenir une valeur fixe, elle a, à l'origine, été définie comme la moyenne entre le minimum et le maximum de la distance Terre-Soleil sur une année autrement dit, le demi-grand axe de l'orbite de la tierra.

En Inglés y otros idiomas, el símbolo "AU" o "la" se utiliza y la Unión Astronómica Internacional recomendó en su 28 ª  Asamblea General de que el símbolo "a" ahora es el único que se utiliza para denotar la unidad astronómica. Sin embargo, el símbolo "ua" fue recomendado previamente por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas , la norma internacional ISO / IEC 80000 y la Unión Astronómica Internacional . La notación "ua" sigue siendo frecuente en francés.

1976

En 1976 , durante la XVI ª Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional, la unidad astronómica se define como sigue:

"La unidad astronómica de longitud o unidad de distancia (A) es la longitud para la cual la constante gravitacional de Gauss ( k ) toma el valor 0.017 202 098 95 cuando las unidades de medida son las unidades astronómicas de longitud, de masa [ masa solar ( S)] y hora [ día o día (D)]. Las dimensiones de k 2 [el cuadrado de la constante gravitacional de Gauss] son las de la constante de gravedad [universal] (G), es decir   .

Matemáticamente, esta definición por lo tanto se convierte en:

.

Así definida, la unidad astronómica es la distancia al Sol de una partícula de masa despreciable en una órbita no perturbada y que tendría un período orbital de 898 365,256 3 días (un año gaussiano ). Esta primera definición oficial explícita de la unidad astronómica tiene en cuenta la evolución de las mediciones de distancia, usando k para definir la unidad astronómica ha estado en uso desde el XIX °  siglo antes de convertirse en oficial en 1938.

Su valor recomendado es entonces:

,

o 149,597,870,000 metros.

Se obtiene de la siguiente manera:

,

con :

  • , la velocidad de la luz en el vacío , igual a 299.792.458 metros por segundo;
  • , el tiempo de luz para una unidad de distancia, igual a 499,004 782 segundos.

Valor medido

Resultados de medición recientes
A en metros Efemérides
149 597 870 684 ± 30 JPL DE102
149 597 870 660 ± 2 JPL DE118, DE200
149597870620 ± 180 Krasinsky 1993
149 597 870 691 ± 6 JPL DE405
149.597.870.691,2 ± 0,2 IAA EPM2000
149.597.870.697,4 ± 0,3 JPL DE410
149.597.870.696,0 ± 0,1 IAA EPM2004
149.597.870.700,85 ... JPL DE414

Estas definiciones, combinadas con las observaciones de radar y el seguimiento de las sondas espaciales, hicieron posible estimar la unidad astronómica en 149.597.870,700 ± 0,003  km .

Por popularización, se considera que una unidad astronómica mide unos 150 millones de kilómetros. Esto representa un viaje que dura poco más de 8 minutos a la velocidad de la luz .

Aumento secular

En 2004 , los astrónomos rusos Georgij Krasinsky y Victor A. Brumberg demostraron, mediante mediciones radiométricas de la distancia entre la Tierra y los planetas del Sistema Solar , un aumento en el valor de la unidad astronómica, de unos 15 metros por siglo. Como en el caso de la Luna que se aleja de la Tierra (3,8 m por siglo), este fenómeno es inducido por los efectos de las mareas que ralentizan la rotación del Sol y consecuentemente alejan gradualmente los planetas para preservar el momento angular total del sistema [ref. necesario] .

2012 - valor exacto fijo

Durante la 28 ª  Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional , que tuvo lugar a finalesen Beijing , China , la unidad astronómica se define exactamente como 149.597.870.700 metros . Esto representa un curso con una duración de 499  s (es decir, min  19  s ) a la velocidad de la luz en el vacío.

Utilizar

La unidad astronómica se utiliza para expresar distancias dentro del Sistema Solar o en sistemas planetarios.

Además, debido a los métodos de triangulación utilizados para medir la distancia de las estrellas, que toman el diámetro de la órbita terrestre como base de la vista, la unidad astronómica está en el origen de la definición de parsec , que se define como la distancia a donde una unidad astronómica subtiende un ángulo de un segundo de arco .

Es una unidad externa al Sistema Internacional (SI), pero de uso común en astronomía, y cuyo uso está aceptado con el SI .

Distancias dentro del sistema solar

Distancia promedio de los planetas del Sistema Solar al Sol

(Estos valores se redondean a la centésima más cercana).

Otras distancias medias al Sol

Historia

La distancia media de la Tierra al Sol se ha estimado desde la Antigüedad. Según Arquímedes , Aristarco de Samos estimó la distancia promedio desde la Tierra en 10,000 veces el radio de la Tierra . Sobre las dimensiones y distancias del Sol y la Luna , atribuidas a Aristarco, permite obtener una estimación entre 380 y 1520 veces el radio de la Tierra . De hecho, la Tierra está aproximadamente a 23.000 rayos terrestres del Sol.

Estimaciones de la distancia media de la Tierra al Sol (D) en los rayos ecuatoriales de la Tierra (D / R) desde la paralaje horizontal ecuatorial del Sol
Paralaje DR
Arquímedes , la arena Calculador ( III º  siglo  aC. ) 40 10,000
Aristarco de Samos , los tamaños y las distancias ( III º  siglo  aC. ) 380-1520
Hiparco ( II º  siglo  aC. ) 7 490
Posidonios ( I er  siglo  aC. ), De acuerdo Cleomedes ( I er  siglo) 10,000
Tolomeo ( II ª  siglo) 2 50 1 210
Godefroy Wendelin ( 1635 ) 15 " 14.000
Jeremiah Horrocks ( 1639 ) 15 " 14.000
Christian Huygens ( 1659 ) 8,6 24 000
Jean-Dominique Cassini y Jean Richer ( 1672 ) 9.5 21,700
Jérôme de Lalande ( 1771 ) 8,6 24 000
Simon Newcomb ( 1895 ) 8.80 " 23,440
Arthur R. Hinks ( 1909 ) 8.807 23.420
H. Spencer Jones ( 1941 ) 8.790 23,466
hoy dia 8.794 143 23 455

Notas y referencias

Notas

  1. El parsec se define a partir de la unidad astronómica, la relación entre estas dos unidades es independiente del valor elegido para la unidad astronómica.
  2. La expresión "masa despreciable" corresponde a un caso límite del problema de dos cuerpos en el que sólo una de las dos masas ejerce una fuerza sobre la otra.

Referencias

  1. XXVIII ª Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional, Resolución 2012 UAI B2 (versión francesa): Re-definición de la longitud de la unidad astronómica  " [PDF] (consultado el 29 de de septiembre de 2014 ) .
  2. (en) XXVIII Asamblea General de la Unión Internacional de Astronomía ,   Resolución de la AUI 2012 B2  : Re-definición de la unidad astronómica de longitud   [PDF] (consultado el 29 de de septiembre de, 2014 ) .
  3. (in) " The International System of Units (SI) ", 9a edición, 2019, página 30, Tabla 8, consultado el 4 de abril de 2020.
  4. El Sistema Internacional de Unidades (SI) , Sèvres, Oficina Internacional de Pesas y Medidas ,, 9 ª  ed. , 216  p. ( ISBN  978-92-822-2272-0 , leer en línea [PDF] ) , pág.  33.
  5. (en + fr) XVI ª Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional,   Resoluciones y Recomendaciones   [PDF] , en iau.org (acceso 29 de de septiembre de, 2014 ) .
  6. "Estándares numéricos en astronomía fundamental" [PDF] , obspm.fr.
  7. (en) GA Krasinsky, EV Pitjeva, ML Sveshnikov y LI Chuniaeva, El movimiento del personal de los planetas desde 1769-1988 y algunas observaciones astronómicas constantes  " , Mecánica celeste y astronomía dinámica , vol.  55, n o  1,, p.  1 a 23 ( DOI  10.1007 / BF00694392 , Bibcode  1993CeMDA..55 .... 1K ).
  8. (in) Laboratorio de propulsión a chorro - Memorando entre oficinas [PDF] , NASA.gov.
  9. (en) JPL DE410 Planettary Ephemeris  " [PDF] en nasa.gov ,(consultado el 7 de agosto de 2016 ) .
  10. (en) Georgij A. Krasinsky y Victor A. Brumberg , Aumento secular de la unidad astronómica a partir del análisis de los principales movimientos de los planetas y su interpretación  " , Mecánica celeste y astronomía dinámica , vol.  90, sin huesos  3-4,, p.  267-288 ( DOI  10.1007 / s10569-004-0633-z , Bibcode  2004CeMDA..90..267K , resumen , leer en línea [PDF] , consultado el 30 de septiembre de 2014 ).
  11.   Observatorio de París. Nueva definición de unidad astronómica  "
  12. La velocidad de la luz en el vacío es una constante cuyo valor se establece exactamente en 299,792,458  m / s . Dado que la duración del curso de una unidad astronómica a la velocidad de la luz en el vacío es la relación de dos valores fijos y, por lo tanto, infinitamente precisos, su valor también se conoce con infinita precisión y es válido .
  13. Thérèse Encrenaz y col. , El Sistema Solar ,   ed. EDP / CNRS, 2003, pág.  274 , extracto en línea .
  14. (en) SJ Goldstein Jr., Medición de Christiaan Huygens de la distancia al Sol  " , El Observatorio , vol.  105,, p.  32-33 ( Bibcode  1985Obs ... 105 ... 32G ).
  15. Thérèse Encrenaz y James Lequeux, La exploración de los planetas: desde Galileo hasta la actualidad ... y más allá , París, Belin , coll.  "Para la ciencia",, 223  p. ( ISBN  978-2-7011-6195-2 ) , cap.  1 (Los grandes descubrimientos del siglo XVII), pág.  29

Ver también

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