Астрономическая единица

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Астрономическая единица
а.е.
Astronomical unit.png

Схематическое изображение орбит планет земной группы: красным отрезком обозначена дистанция от Солнца до Земли, соответствующая 1 астрономической единице
Величина

длина

Система

Астрономическая, принята к применению совместно с единицами СИ

Основная

Астрономи́ческая едини́ца (русское обозначение: а.е.[1][2][3]; международное: с 2012 года — au[4]; ранее использовалось обозначение ua[2]) — исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии. Исходно принималась равной большой полуоси орбиты Земли, которая в астрономии считается средним расстоянием от Земли до Солнца[5]:126.

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»[6]. Иногда применяются также обозначения «a. u.»[источник не указан 103 дня] или «AU»[7].

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

Орфография[править | править вики-текст]

При сокращении словосочетания «астрономическая единица» в связном тексте нормой является написание с пробелом: «а. е.»[8]. Однако, русское обозначение астрономической единицы как единицы измерения длины, согласно нормативным документам, пишется без пробела: «а.е.»[1][2][3]. Международное бюро мер и весов считает обозначения единиц измерения не сокращениями, а математическими объектами (фр. entités mathématiques, англ. mathematical entities)[9].

Предыдущие определения[править | править вики-текст]

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 0,017 202 098 95 радиан в эфемеридные сутки[10][11][12]. В системе постоянных IERS 2003 астрономическая единица полагалась равной 149 597 870 691 м[13]. Эта величина и условное обозначение «ua» всё ещё приводятся в информационном приложении международного стандарта ISO 80000-3 (англ.) ревизии 2009 года.

Отношение к Международной системе единиц (СИ)[править | править вики-текст]

Астрономическая единица входит в утверждённый Международным бюро мер и весов перечень внесистемных единиц, принятых для использования совместно с единицами СИ[4]. 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[1][2].

История[править | править вики-текст]

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[14].

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[15].

Впоследствии величина астрономической единицы неоднократно уточнялась при наблюдении прохождений Венеры по солнечному диску[16]. Наблюдения параллакса астероида Эрос во время сближений его с Землёй в 1901[17] и 1930-31 годах позволили получить ещё более точную оценку[5].

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 неопределенность 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 %[источник не указан 1953 дня].

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[5]:128.

Многолетние измерения расстояния от Земли до Солнца зафиксировали его медленное увеличение со скоростью около 15 метров за сто лет (что на порядок превышает точность современных измерений). Одной из причин может быть потеря Солнцем массы (вследствие солнечного ветра), однако наблюдаемый эффект значительно превышает расчётные значения[18][19].

Некоторые расстояния и соотношения[править | править вики-текст]

  • Электромагнитное излучение, в том числе видимый свет, проходит 1 астрономическую единицу примерно за 500 секунд (8 минут 20 секунд).
  • Большая полуось орбиты Нептуна, самой далекой планеты Солнечной системы — около 30 а.е.
  • По состоянию на сентябрь 2013 года, Космический аппарат «Вояджер-1» находился на расстоянии 125,3 а.е. от Солнца, удаляясь от него со скоростью около 3,6 а.е./год (его текущее удаление отображается здесь). Это самый удалённый от Земли объект, созданный человеком[7].
  • 1 световой год63 241 а.е.
  • 1 парсек206 265 а.е.
  • Расстояние до ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра — около 270 000 а.е.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 ГОСТ 8.417—2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.
  2. 1 2 3 4 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Росстандарт. Проверено 21 мая 2017.
  3. 1 2 Статья 5352 // Собрание законодательства Российской Федерации : бюллетень. — Юридическая литература, 2009. — 9 ноября (№ 45). — С. 13070.
  4. 1 2 BIPM - SI Brochure, Table 6. www.bipm.org. Проверено 15 апреля 2017.
  5. 1 2 3 Астрономическая единица / Псковский Ю. П. // Физика космоса: Маленькая энциклопедия / Редкол.: Р. А. Сюняев (Гл. ред.) и др. — 2-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1986. — С. 126—128. — 70 000 экз.
  6. International Astronomical Union, ed. (31 August 2012), "RESOLUTION B2 on the re-definition of the astronomical unit of length", RESOLUTION B2, Beijing, China: International Astronomical Union 
  7. 1 2 Fast Facts. Voyager - The Interstellar Mission. NASA. Проверено 2 июня 2017.
  8. Основные общепринятые графические сокращения // Русский орфографический словарь / В.В. Лопатин.
  9. Unit symbols. SI Brochure: The International System of Units (SI). МБМВ (2014). — «Unit symbols are mathematical entities and not abbreviations».
  10. Resolution No. 10 of the XVIth General Assembly of the International Astronomical Union, Grenoble, 1976
  11. H. Hussmann, F. Sohl, J. Oberst (2009), "§4.2.2.1.3: Astronomical units", in Joachim E Trümper, Astronomy, astrophysics, and cosmology. Volume VI/4B Solar System', Springer, с. 4, ISBN 3540880542, <http://books.google.com/?id=wgydrPWl6XkC&pg=RA1-PA4> 
  12. Gareth V Williams (1997), "Astronomical unit", in James H. Shirley, Rhodes Whitmore Fairbridge, Encyclopedia of planetary sciences, Springer, с. 48, ISBN 0412069512, <http://books.google.com/books?id=dw2GadaPkYcC&pg=PA48> 
  13. IERS Conventions (2003)
  14. Paul Marston. Jeremiah Horrocks - young genius and first Venus transit observer. — University of Central Lancashire. — P. 14–37.
  15. Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии. — М.: Изд-во МГУ, 1989. — С. 316.
  16. Полозова Н.Г., Румянцева Л.И. 350 лет наблюдениям прохождения Венеры по диску Солнца // Астрономический календарь на 1989 год. — М.: Наука, 1988. — Вып. 92. — С. 244—253.
  17. Hinks, Arthur R. (1909). «Solar Parallax Papers No. 7: The General Solution from the Photographic Right Ascensions of Eros, at the Opposition of 1900». Month. Not. Roy. Astron. Soc. 69 (7): 544—67. Bibcode1909MNRAS..69..544H.
  18. Krasinsky, G.A. and Brumberg, V.A. Secular increase of astronomical unit from analysis of the major planet motions, and its interpretation (англ.) // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. — Kluwer Academic Publishers. — Vol. 90, № 3-4. — P. 267—288. — ISSN 0923-2958. — DOI:10.1007/s10569-004-0633-z.
  19. Lorenzo Iorio Secular increase of the astronomical unit and perihelion precessions as tests of the Dvali–Gabadadze–Porrati multi-dimensional braneworld scenario (англ.) // Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. — 2005. — Vol. 2005, no. 09. — P. 006. — DOI:10.1088/1475-7516/2005/09/006. — arXiv:gr-qc/0508047.