Astronomická jednotka

Astronomická jednotka (ruské označení: au [1] [2] [3] ; mezinárodní: od roku 2012 - au [4] [5] ; dříve používané označení ua [6] [2] ) je jednotka měření vzdáleností v astronomii , přibližně rovna průměrné vzdálenosti od Země ke Slunci . Aktuálně se přijímá přesně 149 597 870 700 metrů [7] .

Astronomická jednotka se používá především k měření vzdáleností mezi objekty ve sluneční soustavě , exoplanetárními systémy a také mezi složkami dvojhvězd .

Pravopis

Při zkrácení spojení „astronomická jednotka“ v souvislém textu je normou psát s mezerou: „a. E." [8] . Ruské označení astronomické jednotky jako jednotky měření délky v souladu s nařízením vlády Ruské federace [9] č. 879 „O schválení předpisů o jednotkách množství povolených k použití v Ruské federaci“ “ se píše bez mezery: „a.u.“ [3] [2] [ upřesnit ] . International Bureau of Weights and Measures považuje označení jednotek měření nikoli za zkratky, ale za matematické entity ( francouzsky  entités mathématiques , anglicky  mathematical entity ) [10] .

Definice

V srpnu 2012 se 28. valné shromáždění Mezinárodní astronomické unie (IAU) v Pekingu rozhodlo připojit astronomickou jednotku k Mezinárodní soustavě jednotek (SI) . Od té doby se za astronomickou jednotku považuje přesně 149 597 870 700 metrů. IAU se navíc rozhodla standardizovat mezinárodní označení astronomické jednotky: „au“ [7] .

Předchozí definice

Astronomická jednotka byla původně definována jako délka hlavní poloosy oběžné dráhy Země nebo ekvivalentně průměr mezi minimální ( perihelion ) a maximální ( aphelion ) vzdáleností od Země ke Slunci. Podle vlastností elipsy je tato hodnota také průměrnou vzdáleností z bodů oběžné dráhy Země ke Slunci [11] :126 .

V roce 1976 16. valné shromáždění IAU nově definovalo astronomickou jednotku jako jednotku vzdálenosti, při které Gaussova konstanta nabývá hodnoty 0,01720209895 (při použití jako jednotka denního času přesně 86 400  SI sekund ; a jako jednotka hmotnost, hmotnost Slunce , v té době považována za rovnou 1,9891⋅10 30  kg ) [12] . V této definici astronomická jednotka odpovídala poloměru kruhové oběžné dráhy testovacího tělesa v izotropních souřadnicích , úhlová rychlost rotace , po níž se při zanedbání všech těles Sluneční soustavy kromě Slunce přesně rovná 0,01720209895 radiánům na den [13] .

V systému konstant IERS 2003 se předpokládalo, že astronomická jednotka je 149 597 870 691 m [14] . Tato hodnota a symbol "ua" byly uvedeny v informační příloze mezinárodní normy ISO 80000-3revize v roce 2009. V revizi této normy z roku 2019 není astronomická jednotka uvedena [15] .

Vztah k mezinárodní soustavě jednotek (SI)

Astronomická jednotka je zahrnuta do seznamu nesystémových jednotek schváleného Mezinárodním úřadem pro váhy a míry , přijatého pro použití ve spojení s jednotkami SI [4] . V Ruské federaci je použití astronomické jednotky povoleno v oblasti aplikační "astronomie" na stejné úrovni jako jednotky SI bez časového omezení. Není dovoleno používat astronomickou jednotku s dlouhými a vícenásobnými předponami SI [1] [2] .

Historie

První vědecký pokus o výpočet astronomických vzdáleností učinil tvůrce heliocentrického systému světa Aristarchos ze Samosu ve svém pojednání „O velikostech a vzdálenostech Slunce a Měsíce“ ve 3. století před naším letopočtem. E. Trigonometrická metoda Aristarcha nebyla dostatečně přesná, ale po dobu jednoho a půl tisíce let, od starověku až po renesanci , to byla jediná metoda známá astronomům.

Od příchodu keplerovské nebeské mechaniky jsou relativní vzdálenosti ve sluneční soustavě (kromě příliš blízkého Měsíce ) známy s dobrou přesností. Vzhledem k tomu, že Slunce je centrálním tělesem systému a Země, která se pohybuje po téměř kruhové dráze, je místem pozorovatelů, bylo přirozené brát poloměr této dráhy jako měrnou jednotku. Neexistoval však způsob, jak spolehlivě změřit hodnotu této jednotky, tedy porovnat ji s pozemskými stupnicemi. Slunce je příliš daleko na to, aby spolehlivě změřilo svou paralaxu od Země . Vzdálenost k Měsíci byla známa, ale na základě údajů známých v 17. století nebylo možné odhadnout poměr vzdáleností ke Slunci a Měsíci - pozorování Měsíce nedává požadovanou přesnost a poměr hmotností Země a Slunce také nebyl znám.

První způsob, jak objasnit vzdálenost od Země ke Slunci, bylo objasnit paralaxu Slunce jejím porovnáním s paralaxou Venuše, když Venuše procházela slunečním diskem . V roce 1639 provedl anglický astronom Jeremy Horrocks spolu s Williamem Crabtreem vůbec první pozorování přechodu Venuše pro vědecké účely a vypočítali vzdálenost ze Země ke Slunci. V moderních jednotkách byl výsledek Horrocksových výpočtů 95,6 milionů km a byl na svou dobu nejpřesnější. Záznamy o tomto pozorování zveřejnil až po smrti obou vědců, v roce 1661, Jan Hevelius [16] .

V roce 1672 Giovanni Cassini spolu se svým spolupracovníkem Jeanem Richetem změřili paralaxu Marsu . Vzhledem k tomu, že parametry oběžných drah Země a Marsu byly známy s vysokou přesností, bylo možné upřesnit hodnotu astronomické jednotky - v moderních jednotkách dosahovaly asi 140 milionů km [17] .

Následně byla hodnota astronomické jednotky opakovaně zpřesňována při pozorování přechodů Venuše přes sluneční disk [18] . Pozorování paralaxy asteroidu Eros během jeho přiblížení k Zemi v letech 1901 [19] a 1930-1931 umožnilo získat ještě přesnější odhad [11] .

Astronomická jednotka byla také zpřesněna pomocí planetárního radaru. Umístění Venuše v roce 1961 stanovilo, že astronomická jednotka je 149 599 300 ± 2 000 km . Přeradarování Venuše v roce 1962 umožnilo snížit nejistotu a objasnit hodnotu astronomické jednotky jako 149 598 100  ± 750 km . Ukázalo se, že před umístěním roku 1961 byla hodnota astronomické jednotky známa s přesností 0,1 % .

Nejnovější způsob zpřesnění astronomické jednotky je založen na pozorování pohybu automatických meziplanetárních stanic , jejichž prvky oběžných drah lze s vysokou přesností určit díky pravidelným komunikačním relacím s nimi [11] :128 .

Dlouhodobá měření vzdálenosti od Země ke Slunci zaznamenala její pomalý nárůst rychlostí (15 ± 4) metrů za sto let [20] (což je řádově vyšší než přesnost moderních měření). Jedním z důvodů může být ztráta hmotnosti Sluncem (vlivem slunečního větru ), ale pozorovaný efekt výrazně převyšuje vypočtené hodnoty [21] .

Některé vzdálenosti a vztahy

• Elektromagnetické záření , včetně viditelného světla , urazí 1 astronomickou jednotku za přibližně 500 sekund (8 minut 20 sekund).
• Skutečná vzdálenost od Země ke Slunci není konstantní, v průběhu roku se pohybuje od 0,9832898912 do 1,0167103335 AU.
• Polohlavní osa oběžné dráhy Neptunu , nejvzdálenější planety sluneční soustavy, je asi 30,1 AU. [22]
• 21. února 2019 byl vytvořen nový rekord pozorování nejvzdálenějšího objektu Sluneční soustavy. Transneptunský objekt nalezený na snímcích z dalekohledu Subaru se jmenoval FarFarOut . Vzdálenost k němu se odhaduje na 140 ± 10 AU. [23]
• Kosmická loď Voyager 1 od roku 2021 urazila vzdálenost 150 AU. od Slunce a nadále se od něj vzdaluje rychlostí asi 3,6 AU/rok (jeho aktuální odstranění je zobrazeno zde Archivováno 10. března 2017 na Wayback Machine ). Jedná se o nejvzdálenější objekt vytvořený člověkem ze Země [24] .
• 1 světelný rok ≈ 63 241 AU
• 1 parsek ≈ 206 265 AU (převodní faktor je iracionální číslo , přesně rovné počtu obloukových sekund v 1 radiánu , 180 60 60/ π ) [25] .
• Vzdálenost k nám nejbližší (po Slunci) hvězdě, Proxima Centauri , je asi 268 400 AU. [26]

Viz také

• Parsec
• Světelný rok
• Gaussova konstanta

Poznámky

1. ↑ 1 2 GOST 8.417-2002. Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Jednotky množství. . Získáno 14. června 2019. Archivováno z originálu 16. června 2019. (neurčitý)
2. ↑ 1 2 3 4 Předpisy o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci . Federální informační nadace pro zajištění jednotnosti měření . Rosstandart . Získáno 21. května 2017. Archivováno z originálu dne 28. dubna 2021. (neurčitý)
3. ↑ 1 2 Článek 5352 Vyhláška č. 879 o schválení Předpisů o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci  // Sbírka právních předpisů Ruské federace: Bulletin. - Právnická literatura , 2009. - 9. listopadu ( č. 45 ). - S. 13070 .
4. ↑ 12 Brožura BIPM - SI, tabulka 6 . www.bipm.org. Získáno 15. dubna 2017. Archivováno z originálu 11. listopadu 2014. (neurčitý)
5. ↑ Z angličtiny.  astronomická jednotka .
6. ↑ Od fr.  sjednotit astronomii .
7. ↑ 1 2 Mezinárodní astronomická unie, ed. (31. srpna 2012), RESOLUTION B2 o nové definici astronomické jednotky délky , RESOLUTION B2 , Peking, Čína: Mezinárodní astronomická unie archivována 16. srpna 2013 na Wayback Machine 
8. ↑ Hlavní obecně přijímané grafické zkratky // Ruský pravopisný slovník / Lopatin V. V ..
9. ↑ Článek 6. Požadavky na jednotky množství // Federální zákon „O zajištění jednotnosti měření“ č. 102-FZ.
10. ↑ 5.2  Symboly jednotek . Brožura SI: Mezinárodní soustava jednotek (SI) 147. BIPM (2019). - "Symboly jednotek jsou matematické entity a nikoli zkratky". Získáno 15. 4. 2017. Archivováno z originálu 1. 10. 2017.
11. ↑ 1 2 3 Astronomická jednotka /  Yu . - M  .: Sovětská encyklopedie , 1986. - S. 126-128. — 70 000 výtisků.
12. ↑ Usnesení č. 10 XVI. valného shromáždění Mezinárodní astronomické unie archivováno 2. května 2019 na Wayback Machine , Grenoble, 1976
13. ↑ Gareth V. Williams. ASTRONOMICKÁ UNITAstronomická jednotka  (anglicky)  // Encyclopedia of Planetary Science. - Dordrecht: Springer Netherlands, 1997. - S. 48–51 . - ISBN 978-1-4020-4520-2 . - doi : 10.1007/1-4020-4520-4_31 .
14. ↑ IERS Conventions (2003) Archivováno 4. prosince 2008.
15. ↑ ISO 80000-3:2019(cs). množství a jednotek. Část 3: Prostor a čas . Mezinárodní organizace pro normalizaci. Získáno 7. května 2022. Archivováno z originálu dne 17. června 2016. (neurčitý)
16. ↑ Paul Marston. Jeremiah Horrocks - mladý génius a první  pozorovatel přechodu Venuše . - University of Central Lancashire, 2004. - S. 14-37.
17. ↑ Eremeeva A.I., Tsitsin F.A. Historie astronomie. - M. : Nakladatelství Moskevské státní univerzity, 1989. - S. 316.
18. ↑ Polozova N. G., Rumyantseva L. I. 350 let pozorování přechodu Venuše přes sluneční disk // Astronomický kalendář na rok 1989. - M .: Nauka , 1988. - Vydání. 92 . - S. 244-253 .
19. ↑ Hinks, Arthur R. Solar Parallax Papers No. 7: Obecné řešení z fotografické rektascenze Erosu, v opozici 1900   // Měsíc . Ne. Royi. Astron. soc. : deník. - 1909. - Sv. 69 , č. 7 . - str. 544-567 . - .
20. ↑ Krasinsky GA, Brumberg VA Světský nárůst astronomické jednotky z analýzy pohybů velkých planet a jeho interpretace  // Nebeská mechanika a dynamická astronomie  . - Kluwer Academic Publishers, 2004. - Vol. 90 , č. 3-4 . - str. 267-288 . — ISSN 0923-2958 . - doi : 10.1007/s10569-004-0633-z .
21. ↑ Iorio L. Sekulární nárůst astronomické jednotky a precese perihelia jako testy vícerozměrného scénáře braneworld Dvali–Gabadadze–Porrati  //  Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. - 2005. - Sv. 2005 , č. 09 . — S. 006 . - doi : 10.1088/1475-7516/2005/09/006 . - arXiv : gr-qc/0508047 .
22. ↑ Neptun  / Xanfomality L. V. // Velká ruská encyklopedie [Elektronický zdroj]. — 2017.
23. ↑ Nola Taylor Redd. Nový svět „FarFarOut“ je nejvzdálenějším známým objektem sluneční  soustavy . Scientific American (7. března 2019). Staženo 23. 5. 2019. Archivováno z originálu 9. 3. 2019.
24. ↑ Rychlá fakta . Voyager - Mezihvězdná mise . NASA. Získáno 2. června 2017. Archivováno z originálu 8. října 2011. (neurčitý)
25. ↑ Podle poznámky 4 rezoluce B2 XXIX. Valného shromáždění Mezinárodní astronomické unie (2015) je parsek definován přesně jako AU. \ u003d AU, to znamená, že se shoduje s poloměrem kruhu, ve kterém se délka oblouku po odečtení úhlu 1 obloukové sekundy rovná 1 astronomické jednotce. Předchozí definice parseku byla založena spíše na malé noze pravoúhlého trojúhelníku než na oblouku a lišila se od moderní o méně než 10 −9 %. Rozdíl mezi novou a starou definicí je o mnoho řádů menší než nejlepší dostupná relativní chyba při měření mezihvězdných vzdáleností pro moderní technologie . Proto se vzdálenosti měřené v parsekech se změnou definice ve skutečnosti nezměnily.
26. ↑ Na základě nejnovějších dat z dalekohledu Gaia Archivováno 3. září 2016 na stroji Wayback na paralaxe

Odkazy

• Williams, D. & Davies, R. D. (1968), Radiová metoda pro stanovení astronomické jednotky , Monthly Notices of the Royal Astronomical Society T. 140 (4): 537 , DOI 10.1093/mnras/140.4.537 

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká dánština velká čínština Skvělý norský Velký Rus Universalis Moderní Ukrajina
V bibliografických katalozích	GND : 1077621957