Як виникла? Астрономічна одиниця виникла внаслідок прагнення людей дізнатися, чи далеко від них розташоване Сонце. Цей універсальний параметр і був введений для вимірювання відстані від Землі до Світила. Сам термін з'явився лише 10 років тому.
Що означає? Астрономічна одиниця використовується для з'ясування відстаней між об'єктами Сонячної системи, компонентами подвійних зірок, екзопланетних систем. Сьогодні за допомогою сучасних технологій ми легко можемо уявити масштаби простору, де знаходиться Земля.
Поняття астрономічної одиниці
Астрономічна одиниця – поняття, що узвичаїлося вчених у 2012 році.
Астрономічна одиниця – поняття, що узвичаїлося вчених у 2012 році. У російських астрономічних джерелах цей термін заведено позначати як «а. е». Щодо іноземних джерел, там це визначення позначають символами «au», «AU», або, відповідно до стандарту ISO, – «ua».
Освоєння космосу необхідно починати саме з цієї величини, оскільки вона є першоосновою вивчення Сонячної системи.
Астрономічна одиниця – це відстань, рівну середньої дистанції від Землі до Сонця чи великої півосі еліпса, якщо брати до уваги еліпсоподібну форму нашої планети.
Астрономічна одиниця дозволяє наочно уявити, скільки світлових років до того чи іншого об'єкта. Наприклад, відстань до Альфи Центавра становить 4,36 світлових років. Ця величина настільки величезна, що її складно уявити, тоді як в астрономічних одиницях ця міра довжини складатиме приблизно 270. Це вже можна зрозуміти.
Скільки кілометрів становить астрономічна одиниця?
Відповідно до рішення десятої генеральної Асамблеї МАС 1976 року астрономічна одиниця була визначена як радіус кругової орбіти пробного тіла в ізотопній системі координат.
Виходячи з цього, виявлено, що кутова швидкість обігу кругової орбіти за умови нехтування всіма тілами Сонячної системи, за винятком Сонця, дорівнює 0,017 202 098 95 радіан в ефемеридну добу. У системі IERS 2003 астрономічна одиниця в кілометрах дорівнює 149597870, 691.
Історія відкриття астрономічної одиниці
Введення астрономічної одиниці було необхідно, оскільки вчені виявили, що Земля обертається навколо Сонця, крім того, вдалося визначити відстань від Землі до Сонця та інших планет нашої Сонячної системи. У період з XVII по XX століття завдяки детальнішому вивченню космосу вчені змогли отримати найточніші дані. Методи горизонтального паралаксу, що використовуються в ті часи, і зараз застосовуються в астрономії та геометрії.
Астрономічна одиниця від Землі до Сонця дорівнює середній величині, що визначається астрономами за допомогою радіолокаційних сигналів. Вона становить 149597870,7 км. У Міжнародній системі СІ зазначено саме це визначення.
Скільки точно становить астрономічна одиниця, сказати складно, тому що цей захід не є константою. Вчені з'ясували, що кожні 7 років довжина однієї астрономічної одиниці зростає на метр. Відповідно, кожні 100 років Земля віддаляється від Сонця на 15 м. Найпоширеніша теорія, що пояснює це явище, говорить, що Світило втрачає свою масу через сонячний вітер.
Загальноприйнята астрономічна одиниця як одиниця виміру
Вчений Джованні Кассіні свого часу став першим, хто зміг виміряти найточнішу відстань від Землі до Сонця, що дорівнює 140 000 000 км. З розвитком технологій цифра ставала дедалі точнішою.
Подібний вимір має свої незручності. У зв'язку з тим, що відстань до Землі від Сонця збільшується на 15 м кожні 100 років, відповідно змінюється і астрономічна одиниця. Зрозуміло, така зміна в рамках Всесвіту незначна, можна сказати, непомітно, але для точної науки дуже відчутно.
Як використовують астрономічну одиницю
Так як астрономічна одиниця внесена до Міжнародної системи СІ, то її можна використовувати в астрономії для вимірювання відстані до будь-яких об'єктів, але застосовувати за межами Сонячної системи немає сенсу, оскільки виходять надто великі значення. За межами нашої планетної системи замість астрономічної одиниці прийнято використовувати світловий рік чи парсек.
Зазначимо, що не варті астрологічні терміни з астрономічними. Більше даних про будь-яке натив розповість натальна карта.
Крім того, цей захід довжини не використовується з такими приставками, як нано-, міні-, мега-і т. д. Також не існує астрономічної одиниці Сонця, тому що воно виступає головним об'єктом обчислень.
В астрономічних одиницях зручно розглядати будь-які відстані у зіркових системах з екзопланетами. Це ж міра допомагає визначити відстані між кратними зірками.
1 астрономічна одиниця у світлових роках дорівнює (1,58125 × 10^{-5}) світлових років.
Приклади відстаней в астрономічних одиницях
-
Середня відстань Меркурія від Сонця – 0,387 а. е. або 58 млн. км. До Землі відстань коливається не більше 82–217 млн. км. Меркурій рухається навколо Сонця еліптичною витягнутою орбітою з нахилом площини під кутом в 7°.
-
Відстань від Венери до Сонця дорівнює 0,72 а. е. (108,2 млн. км). Середня густина планети – 5,24 г/см3, а маса – (4,9 × 10)24, що становить 0,82 маси Землі. Радіус Венери – 6051 км.
-
Відстань від Землі до Сонця дорівнює 1 астрономічній одиниці. Радіус планети – 6371,160 км, а маса – (6 × 10)24 кг.
-
Відстань від Марса до Сонця дорівнює 1,5 а. е., до Землі – 55,75 млн. км.
-
Від Юпітера до Сонця – 5,2 а. е. Екваторіальний радіус найбільшої планети Сонячної системи – 71,4 тис. км, полярний – 67. Маса гіганта – (1,9 × 10)27. Небесне тіло рухається довкола Світила зі швидкістю 13,06 км/с.
-
Відстань від Сатурна до Сонця становить 9,54 а. е. (1,427 млрд. км). Екваторіальний радіус – 60,3 тис. км, полярний – 54 тис. км. Маса дорівнює (5,68×10)26 кг, що становить 95,1 маси Землі. Обіг навколо Сонця відбувається за 29 років, навколо своєї осі звертається за 10 годин 39 хв.
-
Відстань від Урана до Сонця становить 19,18 а. е. або 2871 млн. км. Радіус планети – 25560 км, а маса її становить 14, 54 маси Землі.
-
Нептун було відкрито Йоганном Галле 23 вересня 1846 року. Відстань від нього до Сонця – 30, 1а. е. Радіус – 25 тис. км, маса – (1,02 × 10)26 кг.
-
Плутон і зараз займає спірне місце у списку планет. Небесне тіло занадто мало, тому більшість учених дотримувалися думки про те, що його маса дорівнює земній, проте останнім часом вдалося встановити, що його маса дорівнює (1,2 × 10)22 кг, що в 500 разів менше за Землю. Плутон знаходиться в 39,44 а. від сонця.
Не менш важливі одиниці в астрономії
Світловий рік
Світловий рік – міра довжини, яка є прохідністю світла за один рік.
Світловий рік – міра довжини, яка є прохідністю світла за один рік. Точніше визначення Міжнародного астрономічного союзу (МАС) звучить так: світловий рік – відстань, яка проходить світло у вакуумі (без впливу гравітації) за один юліанський рік (365,25 земної доби). У наукових джерелах зазвичай використовується саме це формулювання, оскільки воно спрощує визначення далеких відстаней. Однак ще більші відстані вимірюються у парсеках.
До 1984 року за світловий рік бралася відстань, яка проходила світло за один тропічний рік, віднесений до епохи 1900,0. Нове визначення відрізняється зі старим приблизно на 0,002%. Ця одиниця не використовується для високоточних вимірів, тому принципових відмінностей між ними немає.
Світловий рік складає:
-
9460730472580800 метрів або приблизно 9,46 пентаметра (Пм);
-
63 241,077 астрономічних одиниць (а. е.);
-
0,306 601 парсека (пк).
Ця астрономічна одиниця дуже зручна для вимірювання відстаней. Найбільша швидкість поширення інформації у час – швидкість світла. Світлові роки дуже наочно можуть показати як відстань між об'єктами, а й стрімкість впливу одного космічного об'єкта в інший.
Наведемо приклад. Зірка Бетельгейзе в сузір'ї Оріона, ймовірно, повинна вибухнути протягом найближчих кількох століть. Вона знаходиться за 495–649 світлових років від Землі. Якщо вибух станеться зараз, то ми його побачимо лише за 500–600 років.
Іншими словами, якщо ми можемо спостерігати зараз якийсь спалах, то насправді небесне тіло розірвалося ще за часів Івана Грозного.
Тобто світловий рік показує відстань і час.
Парсек
Не менш цікава, загадкова та корисна астрономічна одиниця в астрономії – парсек. Ця міра довжини в три з лишком рази перевищує світловий рік: 1 парсек становить 3,261 6 світлових років.
Парсек – поєднання двох слів: паралакс та секунда.
Ця одиниця виміру визначається відстанню до об'єкта, річний паралакс якого дорівнює одній кутовій секунді. Для розуміння формулювання давайте розберемося докладніше, що це за міра довжини.
Як відомо, становище певного об'єкта може змінюватися щодо віддаленого фону, якщо дивитися нею з різних точок. Подібне усунення і зветься паралакс.
Можна помітити, що що далі від спостерігача перебуває об'єкт, тим повільніше змінюється його відносне становище, і це свідчить, що з об'єкта менше паралакс.
Якщо нам відомі відстань між точками спостереження, кут зміщення та тригонометрія, ми легко визначимо дистанцію до об'єкта, що спостерігається.
Оскільки Земля здійснює рух навколо Сонця протягом року, те й точка спостереження змінюватиметься, створюючи річний паралакс зірок. Величина однієї такої астрономічної одиниці дорівнює куту, під яким видно велику піввісь орбіти Землі із зірки. А як ми говорили раніше, велика піввісь і дорівнює 1 астрономічній одиниці.
Що ж є астрономічна одиниця парсек? Якщо припустимо, що знаходимося в одному парсекі від Сонця, то кутова відстань до нього із Землі складатиме одну секунду. У перерахунку це 1/3 600, отже, 1 парсек – дуже далеко.
Сонце – це найяскравіша та найважливіша зірка в нашій системі. Вона цікавила ще наших пращурів. У давнину люди намагалися виміряти і розрахувати інтервал від Землі до Сонця, і деяким навіть вдалося позначити приблизну дальність.
В даний час для подібних вимірів використовують сучасні технології та нові методи розрахунків, які ясно демонструють відстань та положення Сонця щодо Землі. Тому дуже зручно використовувати в розрахунках астрономічну одиницю, завдяки якій можна порівняти дистанцію до інших космічних об'єктів і планет.
