Csillagászati ​​egység

A csillagászati ​​egység (orosz jelölése: au [1] [2] [3] ; nemzetközi: 2012 óta - au [4] [5] ; korábban ua [6] [2] ) a távolságok mértékegysége a csillagászatban , megközelítőleg megegyezik a Föld és a Nap közötti átlagos távolsággal . Jelenleg elfogadott, hogy pontosan 149 597 870 700 méter [7] .

A csillagászati ​​egységet elsősorban a Naprendszer objektumai , az exobolygórendszerek , valamint a kettőscsillagok összetevői közötti távolságok mérésére használják .

Helyesírás

Amikor a "csillagászati ​​egység" kifejezést koherens szövegben rövidítik, a norma az, hogy szóközzel kell írni: "a. e." [8] . Mindazonáltal a csillagászati ​​egység hosszmértékegységként való orosz megjelölése az Orosz Föderáció kormányának [9] 879. számú „Az Orosz Föderációban felhasználható mennyiségi egységekre vonatkozó szabályzat jóváhagyásáról szóló rendeletének megfelelően ” szóköz nélkül van írva: „a.u.” [3] [2] [ tisztázza ] . Az International Bureau of Weights and Measures a mértékegységek megjelölését nem rövidítéseknek, hanem matematikai entitásoknak tekinti ( francia  entités mathématiques , angol  mathematical entities ) [10] .

Definíció

2012 augusztusában a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió (IAU) pekingi 28. közgyűlése úgy döntött, hogy összekapcsolja a csillagászati ​​egységet a Nemzetközi Mértékegységrendszerrel (SI) . Azóta a csillagászati ​​egységet pontosan 149 597 870 700 méternek tekintik. Emellett az IAU úgy döntött, hogy szabványosítja a csillagászati ​​egység nemzetközi elnevezését: "au" [7] .

Korábbi definíciók

A csillagászati ​​egységet eredetileg a Föld keringési pályája fél-nagy tengelyének hosszaként határozták meg, vagy ezzel egyenértékűen a Föld és a Nap közötti minimális ( perihélium ) és maximális ( aphelion ) távolságok átlagát. Az ellipszis tulajdonságai szerint ez az érték egyben a Föld keringési pontjainak átlagos távolsága is a Naptól [11] :126 .

1976-ban az IAU 16. közgyűlése újradefiniálta a csillagászati ​​egységet, mint a távolság mértékegységét, amelynél a Gauss-állandó felveszi a 0,01720209895 értéket (a napidő egységeként pontosan 86 400  SI másodpercet ; tömeg, a Nap tömege, amelyet akkoriban 1,9891⋅10 30  kg - nak tekintettek [12] . Ebben a definícióban a csillagászati ​​egység a vizsgált test körpályájának sugarának felelt meg izotróp koordinátákban , a forgási szögsebesség , amely mentén, figyelmen kívül hagyva a Naprendszer összes testét, kivéve a Napot, pontosan egyenlő 0,01720209895 radiánnal . nap [13] .

Az IERS 2003 konstansrendszerben a csillagászati ​​egységet 149 597 870 691 m -nek feltételezték [14] . Ezt az értéket és az "ua" szimbólumot az ISO 80000-3 nemzetközi szabvány információs melléklete tartalmazza.felülvizsgálatok 2009-ben. A szabvány 2019-es felülvizsgálatában a csillagászati ​​egység nem szerepel [15] .

Kapcsolat a Nemzetközi Mértékegységrendszerrel (SI)

A csillagászati ​​egység szerepel a Nemzetközi Súly- és Mértékiroda által jóváhagyott nem rendszerszintű egységek listáján, amelyet az SI-mértékegységekkel együtt használnak [4] . Az Orosz Föderációban a csillagászati ​​egység használata a „csillagászat” alkalmazási területén időkorlát nélkül megengedett az SI-mértékegységekkel egyenrangúan. Nem szabad hosszú és több SI előtagot tartalmazó csillagászati ​​egységet használni [1] [2] .

Történelem

Az első tudományos kísérletet a csillagászati ​​távolságok kiszámítására a világ heliocentrikus rendszerének megalkotója , Szamoszi Arisztarchosz tette meg „A Nap és a Hold nagyságáról és távolságairól” című értekezésében a Kr.e. 3. században. e. Arisztarkhosz trigonometrikus módszere nem volt elég pontos, de másfél ezer évig, az ókortól a reneszánszig ez volt az egyetlen módszer, amelyet a csillagászok ismertek.

A Kepleri- féle égimechanika megjelenése óta a Naprendszer relatív távolságai (a túl közeli Hold kivételével ) jó pontossággal váltak ismertté. Mivel a Nap a rendszer központi teste, a szinte körpályán mozgó Föld pedig a megfigyelők helye, természetes volt, hogy ennek a pályának a sugarát vettük mértékegységnek. Ennek az egységnek az értékét azonban nem lehetett megbízhatóan mérni, vagyis a földi skálákkal összehasonlítani. A Nap túl messze van ahhoz, hogy megbízhatóan mérje parallaxisát a Földtől . A Hold távolsága ismert volt, de a 17. században ismert adatok alapján nem lehetett megbecsülni a távolságok arányát a Naphoz és a Holdhoz - a Hold megfigyelése nem adja meg a szükséges pontosságot, ill. a Föld és a Nap tömegének aránya sem volt ismert.

A Föld és a Nap távolságának meghatározásának első módja a Nap parallaxisának tisztázása volt, összehasonlítva a Vénusz parallaxisával, amikor az utóbbi áthaladt a napkorongon . 1639-ben Jeremy Horrocks angol csillagász William Crabtree - vel egyetemben tudományos célból először megfigyelte a Vénusz áthaladását, és kiszámította a Föld és a Nap közötti távolságot. A modern egységekben a Horrocks számításainak eredménye 95,6 millió km volt, és a maga idejében a legpontosabb volt. Ennek a megfigyelésnek a feljegyzéseit csak mindkét tudós halála után, 1661-ben tette közzé Jan Hevelius [16] .

1672-ben Giovanni Cassini munkatársával, Jean Richet - vel együtt megmérte a Mars parallaxisát . Mivel a Föld és a Mars pályájának paramétereit nagy pontossággal ismerték, lehetővé vált a csillagászati ​​egység értékének finomítása - modern egységekben körülbelül 140 millió km -t kaptak [17] .

Ezt követően a csillagászati ​​egység értékét többször is finomították, amikor a Vénusz napkorongon való áthaladását figyelték meg [18] . Az Eros aszteroida parallaxisának megfigyelései a Földhöz 1901-ben [19] és 1930-1931-ben történő közeledése során még pontosabb becslést tettek lehetővé [11] .

A csillagászati ​​egységet bolygóradarral is finomították. A Vénusz elhelyezkedése 1961-ben megállapította, hogy a csillagászati ​​egység 149 599 300 ± 2000 km . A Vénusz 1962-es újraradarozása lehetővé tette a bizonytalanság csökkentését és a csillagászati ​​egység értékének 149 598 100  ± 750 km -re való pontosítását . Kiderült, hogy az 1961- es helymeghatározás előtt a csillagászati ​​egység értéke 0,1%-os pontossággal volt ismert .

A csillagászati ​​egység finomításának legújabb módja az automatikus bolygóközi állomások mozgásának megfigyelésein alapul, amelyek pályájának elemei a velük való rendszeres kommunikációnak köszönhetően nagy pontossággal meghatározhatók [11] :128 .

A Föld és a Nap távolságának hosszú távú mérései ennek lassú növekedését (15 ± 4) méter százévenként [20] regisztrálták (ami nagyságrenddel nagyobb, mint a modern mérések pontossága). Ennek egyik oka lehet a Nap tömegvesztesége ( a napszél miatt ), de a megfigyelt hatás jelentősen meghaladja a számított értékeket [21] .

Néhány távolság és kapcsolat

• Az elektromágneses sugárzás , beleértve a látható fényt is, körülbelül 500 másodperc (8 perc 20 másodperc) alatt 1 csillagászati ​​egységet tesz meg.
• A Föld és a Nap közötti tényleges távolság nem állandó, az év során 0,9832898912 és 1,0167103335 AU között változik.
• A Naprendszer legtávolabbi bolygója, a Neptunusz pályájának félig nagy tengelye körülbelül 30,1 AU. [22]
• 2019. február 21-én új megfigyelési rekordot állítottak fel a Naprendszer legtávolabbi objektumánál. A Subaru teleszkóp felvételein talált transz-neptunusz tárgy a FarFarOut nevet kapta . A távolságot 140 ± 10 AU -ra becsülik . [23]
• A Voyager 1 űrszonda 2021-ben 150 AU távolságot tett meg. a Naptól, és körülbelül 3,6 AU/év sebességgel távolodik tőle (a jelenlegi eltávolítása itt látható. Archivált 2017. március 10. a Wayback Machine -nél ). Ez az ember által a Földtől legtávolabbi objektum [24] .
• 1 fényév ≈ 63 241 AU
• 1 parszek ≈ 206 265 AU (a konverziós tényező egy irracionális szám , pontosan megegyezik az ívmásodpercek számával 1 radiánban , 180 60 60/ π ) [25] .
• A hozzánk legközelebbi (a Nap után) csillag, a Proxima Centauri távolsága körülbelül 268 400 AU. [26]

Lásd még

• Parsec
• Fényév
• Gauss állandó

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 GOST 8.417-2002. A mérések egységességét biztosító állami rendszer. A mennyiségek mértékegységei. . Letöltve: 2019. június 14. Az eredetiből archiválva : 2019. június 16. (határozatlan)
2. ↑ 1 2 3 4 Az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó előírások . Szövetségi Információs Alapítvány a mérések egységességének biztosítására . Rosstandart . Letöltve: 2017. május 21. Az eredetiből archiválva : 2021. április 28.. (határozatlan)
3. ↑ 1 2 5352. cikk, 879. számú rendelet az Orosz Föderációban használható mennyiségi egységekre vonatkozó szabályzat jóváhagyásáról  // Az Orosz Föderáció jogszabálygyűjteménye: Közlöny. - Jogi irodalom , 2009. - november 9. ( 45. sz.). - S. 13070 .
4. ↑ 12 BIPM - SI Brosúra, 6. táblázat . www.bipm.org. Letöltve: 2017. április 15. Az eredetiből archiválva : 2014. november 11.. (határozatlan)
5. ↑ Angolból .  csillagászati ​​egység .
6. ↑ A fr.  egyesítsd a csillagászatot .
7. ↑ 1 2 Nemzetközi Csillagászati ​​Unió, szerk. (2012. augusztus 31.), B2 HATÁROZAT a csillagászati ​​hosszegység újradefiniálásáról , B2 HATÁROZAT , Peking, Kína: Nemzetközi Csillagászati ​​Unió archiválva 2013. augusztus 16-án a Wayback Machine -nél 
8. ↑ A fő általánosan elfogadott grafikus rövidítések // Orosz helyesírási szótár / Lopatin V. V ..
9. ↑ 6. cikk. A mennyiségi egységekre vonatkozó követelmények // Szövetségi törvény "A mérések egységességének biztosításáról" No. 102-FZ.
10. ↑ 5.2 Mértékegység  szimbólumok . SI Brosúra: A mértékegységek nemzetközi rendszere (SI) 147. BIPM (2019). - „Az egységszimbólumok matematikai entitások, nem pedig rövidítések”. Letöltve: 2017. április 15. Az eredetiből archiválva : 2017. október 1..
11. ↑ 1 2 3 Csillagászati ​​egység /  Yu . - M  .: Szovjet Enciklopédia , 1986. - S. 126-128. — 70.000 példány.
12. ↑ számú határozat A Nemzetközi Csillagászati ​​Unió XVI. Közgyűlésének 10. sz. archiválva : 2019. május 2., a grenoble-i Wayback Machine , 1976.
13. ↑ Gareth V. Williams. CSILLAGGAZDASÁGI EGYSÉGCsillagászati ​​egység  (angol)  // Encyclopedia of Planetary Science. - Dordrecht: Springer Netherlands, 1997. - P. 48–51 . - ISBN 978-1-4020-4520-2 . - doi : 10.1007/1-4020-4520-4_31 .
14. ↑ IERS-egyezmények (2003) Archiválva : 2008. december 4.
15. ↑ ISO 80000-3:2019(en). mennyiségek és mértékegységek. 3. rész: Tér és idő . Nemzetközi Szabványügyi Szervezet. Letöltve: 2022. május 7. Az eredetiből archiválva : 2016. június 17. (határozatlan)
16. ↑ Paul Marston. Jeremiah Horrocks - fiatal zseni és a Vénusz első tranzit  megfigyelője . - University of Central Lancashire, 2004. - P. 14-37.
17. ↑ Eremeeva A.I., Citsin F.A. A csillagászat története. - M . : Moszkvai Állami Egyetem Kiadója, 1989. - S. 316.
18. ↑ Polozova N. G., Rumyantseva L. I. A Vénusz napkorongon való áthaladásának 350 éves megfigyelése // Csillagászati ​​naptár 1989-re. - M . : Nauka , 1988. - Szám. 92 . - S. 244-253 .
19. ↑ Hinks, Arthur R. Solar Parallax Papers No. 7: Az általános megoldás Eros fényképészeti jobb felemelkedéséből, 1900 ellenzékében   // Hónap . Nem. Roy. Astron. szoc. : folyóirat. - 1909. - 1. köt. 69 , sz. 7 . - P. 544-567 . - .
20. ↑ Krasinsky GA, Brumberg VA A csillagászati ​​egység világi növekedése a főbb bolygómozgások elemzéséből és annak értelmezéséből  // Égi mechanika és dinamikai csillagászat  . - Kluwer Academic Publishers, 2004. - Vol. 90 , sz. 3-4 . - 267-288 . o . — ISSN 0923-2958 . - doi : 10.1007/s10569-004-0633-z .
21. ↑ Iorio L. A csillagászati ​​egység világi növekedése és a perihélium precessziók a Dvali–Gabadadze–Porrati többdimenziós braneworld forgatókönyv tesztjeként  //  Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. - 2005. - 20. évf. 2005 , sz. 09 . — 006. o . - doi : 10.1088/1475-7516/2005/09/006 . - arXiv : gr-qc/0508047 .
22. ↑ Neptunusz  / Xanfomality L. V. // Great Russian Encyclopedia [Elektronikus forrás]. — 2017.
23. ↑ Nola Taylor Redd. Az új „FarFarOut” világ a Naprendszer legtávolabbi  ismert objektuma . Scientific American (2019. március 7.). Letöltve: 2019. május 23. Az eredetiből archiválva : 2019. március 9.
24. ↑ Gyors tények . Voyager - A csillagközi küldetés . NASA. Letöltve: 2017. június 2. Az eredetiből archiválva : 2011. október 8.. (határozatlan)
25. ↑ A Nemzetközi Csillagászati ​​Unió XXIX. Közgyűlése (2015) B2 határozatának 4. megjegyzése szerint a parszek pontosan AU-t jelentenek. \ u003d AU, azaz egybeesik a kör sugarával, amelyben az ív hossza , levonva az 1 ívmásodperc szögét, 1 csillagászati ​​egységgel egyenlő. A parszek korábbi meghatározása a derékszögű háromszög kis szárán, nem pedig íven alapult, és kevesebb, mint 10–9 %-kal tért el a moderntől. Az új és a régi definíciók közötti különbség sok nagyságrenddel kisebb, mint a legjobb elérhető relatív hiba a modern technológia csillagközi távolságának mérésében . Ezért a parszekben mért távolságok valójában nem változtak a definíció változásával.
26. ↑ A Gaia Telescope legfrissebb adatai alapján archiválva 2016. szeptember 3-án a Wayback Machine -nél parallaxison

Linkek

• Williams, D. & Davies, R. D. (1968), A rádiós módszer a csillagászati ​​egység meghatározásához , Monthly Notices of the Royal Astronomical Society T. 140 (4): 537 , DOI 10.1093/mnras/140.4.537 

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy dán nagy kínai Nagy norvég Nagy orosz Universalis Modern Ukrajna
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 1077621957