Астрономическая единица

Астрономическая единица – это величина, при помощи которой каждый человек сумеет наглядно представить себе, на каком расстоянии от нашей планеты находится тот или иной космический объект. Одна из наиболее точно определенных астрономических постоянных, используемая в качестве единицы измерения расстояний между телами в Солнечной системе. 1 а.е. = (149 597 870 ± 2) км. Астрономическая единица среднее расстояние между центрами Земли и Солнца, примерно равное большой полуоси земной орбиты.

Специалисты по астрометрии и астродинамике предпочитают следующее, более точное определение: астрономическая единица - исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии, равная 149 597 870 ± 2 км; большая полуось орбиты Земли равна 1,00000023 а.е.

Астрономи́ческая едини́ца - Astronomical unit (русское обозначение: а.е.; международное: с 2012 года — au; ранее использовалось обозначение ua) — исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии.

В сентябре 2012 года 28-я Генеральная ассамблея Международного астрономического союза (МАС) в Пекине приняла решение привязать астрономическую единицу к Международной системе единиц (СИ). С этого времени астрономическая единица считается равной в точности 149 597 870 700 метрам. Кроме того, МАС принял решение стандартизовать международное обозначение астрономической единицы: «au».

Астрономическая единица применяется в основном для измерения расстояний между объектами Солнечной системы, экзопланетных систем, а также между компонентами двойных звёзд.

В соответствии с решением 10-й Генеральной ассамблеи МАС 1976 года астрономическая единица была определена как радиус круговой орбиты пробного тела в изотропных координатах, угловая скорость обращения по которой, при пренебрежении всеми телами Солнечной системы кроме Солнца, была бы точно равна 0,01720209895 радиана в эфемеридные сутки. В системе постоянных IERS 2003 астрономическая единица полагалась равной 149 597 870 691 м. Эта величина и условное обозначение «ua» всё ещё приводятся в информационном приложении международного стандарта ISO 80000-3 (англ.) русск. ревизии 2009 года.

Астрономическая единица входит в утверждённый Международным бюро мер и весов перечень внесистемных единиц, принятых для использования совместно с единицами СИ. В Российской Федерации использование астрономической единицы допускается в области применения «астрономия» наравне с единицами СИ без ограничения срока. Не допускается употребление астрономической единицы с дольными и кратными приставками СИ.

По сути, астрономическая единица представляет собой среднюю длину радиуса земной орбиты или же расстояние от Земли до Солнца. Согласитесь, трудно представить себе расстояние от Земли к звездной системе Альфа Центавра, если вам скажут, что оно составляет 1,3 парсека. А вот если же вам сообщат, что это расстояние равно 270 тыс. астрономических единиц, то вы сразу представите себе отрезок между Солнцем и Землей и мысленно увеличите его в 270 тыс. раз. Это позволит вам ярче представить данное расстояние и оценить его громадную длину.

Несмотря на всю свою наглядность, астрономическая единица как величина измерений практически не используется в профессиональной астрономии. Дело в том, что с ее помощью удобно производить вычисление расстояний только к ближайшим к нам объектам во Вселенной, например, планетам Солнечной системы. Если же взять особо отдаленные объекты и попробовать определить расстояние к ним в астрономических единицах, число получиться настолько большим, что им будет неудобно оперировать при проведении математических расчетов. Для определения расстояний к далеким космическим объектам в наблюдаемой Вселенной используется другая величина – парсек, а также ее производные.

Предпосылкой для открытия астрономической единицы послужило открытие того, что Земля обращается вокруг Солнца, а также кеплеровская небесная механика, при помощи которой удалось достаточно точное расстояние от Земли до многих планет Солнечной системы, в том числе и к Солнцу. Дальнейшие исследования астрономов в период с XVII по XX век позволили скорректировать первые цифры и получить еще более точные данные нахождения вышеназванных тел. В этот период значительную роль для определения расстояний сыграл метод горизонтального параллакса, который и сегодня широко используется в астрономии и геометрии.

В 1962 году при помощи радиолокационных сигналов астрономам удалось установить точное расстояние от Земли до Солнца. За эталон была принята средняя величина, которая равняется 149597870,7 км. Это и есть астрономическая единица. Именно такое ее определение указанно в Международной системе единиц СИ.

В последние годы ученые обнаружили, что астрономическая единица – число, которое константой не является. С каждым годом ее величина становится немного больше. Ученые зафиксировали, что каждые 7 лет длина астрономической единицы увеличивается на метр. Получается, за 100 лет Земля отдаляется от Солнца на 15 метров. Существует несколько теорий, способных объяснить это явление. Наиболее популярная из них заключается в том, что Солнце постепенно теряет свою массу из-за солнечного ветра.

Со времён появления гелиоцентрической системы, а особенно кеплеровской небесной механики, относительные расстояния в Солнечной системе (исключая слишком близкую Луну) стали известны с хорошей точностью. Поскольку Солнце является центральным телом системы, а обращающаяся по почти круговой орбите Земля — местоположением наблюдателей, естественно было принять радиус этой орбиты за единицу измерения. Однако не существовало способа надёжно измерить величину этой единицы, то есть сравнить её с земными масштабами. Солнце находится слишком далеко, чтобы с Земли надёжно измерить его параллакс. Расстояние до Луны было известно, но исходя из известных в XVII веке данных оценить отношение расстояний до Солнца и Луны не удавалось — наблюдение Луны не даёт требуемой точности, а отношение масс Земли и Солнца также не было известно.

Первым способом уточнения расстояния от Земли до Солнца было уточнение параллакса Солнца путём сравнения его с параллаксом Венеры при прохождении последней по солнечному диску. В 1639 году английский астроном Джереми Хоррокс совместно с Уильямом Крабтри провёл первое в истории наблюдение прохождения Венеры с научными целями и определил расстояние от Земли до Солнца в 95,6 млн км, что было наиболее точным на тот момент значением. Результаты этого наблюдения были опубликованы лишь после смерти обоих учёных, в 1661 году Яном Гевелием.

В 1672 году Джованни Кассини совместно со своим сотрудником Жаном Рише измерили параллакс Марса. Поскольку параметры орбиты Земли и Марса были измерены с высокой точностью, появилась возможность уточнить величину астрономической единицы — в современных единицах у них получилось примерно 140 млн км.

Впоследствии величина астрономической единицы неоднократно уточнялась при наблюдении прохождений Венеры по солнечному диску. Наблюдения параллакса астероида Эрос во время сближений его с Землёй в 1901 и 1930—1931 годах позволили получить ещё более точную оценку.

Астрономическая единица также уточнялась с помощью радиолокации планет. Локацией Венеры в 1961 году установлено, что астрономическая единица равна 149 599 300 км. Возможная ошибка не превышала 2000 км. Повторная радиолокация Венеры в 1962 году позволила уменьшить эту неопределённость и уточнить значение астрономической единицы: оно оказалось равным 149 598 100 ± 750 км. Выяснилось, что до локации 1961 года величина астрономической единицы была известна с точностью 0,1 %.

Новейший способ уточнения астрономической единицы основан на наблюдениях за движением автоматических межпланетных станций, элементы орбит которых можно определить с высокой точностью благодаря регулярным сеансам связи с ними.

Некоторые популярные примеры расстояний в астрономических единицах

• Расстояние от Земли до Урана равно около 20 астрономических единиц;
• Радиус орбиты Нептуна – одного из наиболее далеких объектов Солнечной системы, равен 30 астрономическим единицам;
• Чтобы преодолеть расстояние в 1 астрономическую единицу лучу света требуется примерно 8 минут 20 секунд – именно столько времени необходимо солнечным лучам, чтобы коснуться поверхности Земли. Электромагнитное излучение, в том числе видимый свет, проходит 1 астрономическую единицу примерно за 500 секунд
• Сириус – двойная звезда. Звезды компаньоны Сириус А и Сириус В, вращаются между собой на расстоянии 20 астрономических единиц;
• Расстояние от Солнца до Марса составляет 1,52 астрономические единицы.
• 1 световой год ≈ 63 241 а.е.
• 1 парсек ≈ 206 265 а.е.
• Расстояние до ближайшей (после Солнца) к нам звезды, Проксимы Центавра, — около 268 400 а.е.

Астрономическая единица (символ: аи , иа , или АС ) является единицей длиной , примерно расстояние от Земли до Солнца и равно приблизительно 150 миллионов километров (93 миллиона миль). Фактическое расстояние меняется по мере того, как Земля вращается вокруг Солнца, от максимума ( афелий ) до минимума ( перигелий ) и обратно один раз в год. Первоначально АС задумывалась как среднее значение афелия и перигелия Земли; однако с 2012 г. он определяется как149 597 870 700  м .

Источники:

 Показать / Скрыть текст