Unidad astronómica

Unidad astronómica (designación rusa: au [1] [2] [3] ; internacional: desde 2012 - au [4] [5] ; designación utilizada anteriormente ua [6] [2] ) es una unidad de medida de distancias en astronomía , aproximadamente igual a la distancia media de la Tierra al Sol . Actualmente se acepta que es exactamente 149.597.870.700 metros [7] .

La unidad astronómica se utiliza principalmente para medir las distancias entre objetos del sistema solar , sistemas exoplanetarios y también entre los componentes de estrellas binarias .

Ortografía

Al abreviar la frase "unidad astronómica" en un texto coherente, la norma es escribir con un espacio: "a. mi." [8] . Sin embargo, la designación rusa de la unidad astronómica como unidad de medida de longitud de conformidad con el Decreto del Gobierno de la Federación Rusa [9] No. 879 “Sobre la aprobación de las Regulaciones sobre Unidades de Cantidades Permitidas para Uso en la Federación Rusa ” se escribe sin espacio: “a.u.” [3] [2] [ aclarar ] . La Oficina Internacional de Pesos y Medidas considera las designaciones de unidades de medida no como abreviaturas, sino como entidades matemáticas ( entités mathématiques en francés  , entidades matemáticas en inglés ) [10] .  

Definición

En agosto de 2012, la 28ª Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (IAU) en Beijing decidió vincular la unidad astronómica al Sistema Internacional de Unidades (SI) . Desde entonces, se considera que la unidad astronómica es exactamente 149.597.870.700 metros. Además, la IAU decidió estandarizar la designación internacional de la unidad astronómica: "au" [7] .

Definiciones anteriores

La unidad astronómica se definió originalmente como la longitud del semieje mayor de la órbita de la Tierra o, de manera equivalente, el promedio entre las distancias mínima ( perihelio ) y máxima ( afelio ) de la Tierra al Sol. Según las propiedades de la elipse , este valor es también la distancia media de los puntos de la órbita de la Tierra al Sol [11] :126 .

En 1976, la 16ª Asamblea General de la IAU redefinió la unidad astronómica como la unidad de distancia en la que la constante de Gauss toma el valor 0,01720209895 (cuando se utiliza como unidad de la hora del día, exactamente 86.400  SI segundos ; y como unidad de masa, la masa del Sol, en ese momento considerada igual a 1.9891⋅10 30  kg ) [12] . En esta definición, la unidad astronómica correspondía al radio de la órbita circular del cuerpo de prueba en coordenadas isotrópicas , cuya velocidad angular de revolución a lo largo de la cual, despreciando todos los cuerpos del Sistema Solar excepto el Sol, es exactamente igual a 0,01720209895 radianes por día [13] .

En el sistema de constantes IERS 2003, se supuso que la unidad astronómica era 149 597 870 691 m [14] . Este valor y el símbolo "ua" se dieron en el anexo de información de la norma internacional ISO 80000-3revisiones en 2009. En la revisión de 2019 de este estándar, no se menciona la unidad astronómica [15] .

Relación con el Sistema Internacional de Unidades (SI)

La unidad astronómica está incluida en la lista de unidades no sistémicas aprobada por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas , adoptada para su uso junto con las unidades SI [4] . En la Federación Rusa , el uso de la unidad astronómica está permitido en el campo de aplicación "astronomía" al mismo nivel que las unidades SI sin límite de tiempo. No está permitido utilizar una unidad astronómica con prefijos SI largos y múltiples [1] [2] .

Historia

El primer intento científico de calcular distancias astronómicas fue realizado por el creador del sistema heliocéntrico del mundo, Aristarco de Samos , en su tratado “Sobre las magnitudes y distancias del Sol y la Luna” en el siglo III a.C. mi. El método trigonométrico de Aristarco no era lo suficientemente preciso, pero durante mil quinientos años, desde la antigüedad hasta el Renacimiento , este fue el único método conocido por los astrónomos.

Desde el advenimiento de la mecánica celeste kepleriana , las distancias relativas en el Sistema Solar (excluyendo la Luna demasiado cercana ) se conocen con buena precisión. Dado que el Sol es el cuerpo central del sistema, y ​​la Tierra, que se mueve en una órbita casi circular, es la ubicación de los observadores, era natural tomar el radio de esta órbita como unidad de medida. Sin embargo, no había forma de medir de manera confiable el valor de esta unidad, es decir, compararla con escalas terrestres. El Sol está demasiado lejos para medir de forma fiable su paralaje desde la Tierra . Se conocía la distancia a la Luna, pero según los datos conocidos en el siglo XVII, no fue posible estimar la relación entre las distancias al Sol y la Luna: la observación de la Luna no brinda la precisión requerida y tampoco se conocía la proporción de las masas de la Tierra y el Sol.

La primera forma de clarificar la distancia de la Tierra al Sol era clarificar la paralaje del Sol comparándola con la paralaje de Venus cuando este último pasaba a través del disco solar . En 1639, el astrónomo inglés Jeremy Horrocks , junto con William Crabtree , realizaron la primera observación del tránsito de Venus con fines científicos y calcularon la distancia de la Tierra al Sol. En unidades modernas, el resultado de los cálculos de Horrocks fue de 95,6 millones de km y fue el más preciso para su época. Los registros de esta observación fueron publicados solo después de la muerte de ambos científicos, en 1661, por Jan Hevelius [16] .

En 1672, Giovanni Cassini , junto con su colaborador Jean Richet , midieron la paralaje de Marte . Dado que los parámetros de las órbitas de la Tierra y Marte se conocían con gran precisión, fue posible refinar el valor de la unidad astronómica: en las unidades modernas obtuvieron alrededor de 140 millones de km [17] .

Posteriormente, el valor de la unidad astronómica se refinó repetidamente al observar los tránsitos de Venus a través del disco solar [18] . Las observaciones de la paralaje del asteroide Eros durante sus acercamientos a la Tierra en 1901 [19] y 1930-1931 permitieron obtener una estimación aún más precisa [11] .

La unidad astronómica también se refinó utilizando un radar planetario. La ubicación de Venus en 1961 estableció que la unidad astronómica es 149.599.300 ± 2000 km . El nuevo radar de Venus en 1962 permitió reducir la incertidumbre y aclarar el valor de la unidad astronómica en 149.598.100  ± 750 km . Resultó que antes de la ubicación de 1961, el valor de la unidad astronómica se conocía con una precisión del 0,1% .

La forma más novedosa de refinar la unidad astronómica se basa en observaciones del movimiento de estaciones interplanetarias automáticas , cuyos elementos de las órbitas se pueden determinar con gran precisión gracias a sesiones regulares de comunicación con ellas [11] :128 .

Las mediciones a largo plazo de la distancia de la Tierra al Sol registraron su lento aumento a una tasa de (15 ± 4) metros por cien años [20] (que es un orden de magnitud superior a la precisión de las mediciones modernas). Una de las razones puede ser la pérdida de masa del Sol (debido al viento solar ), pero el efecto observado supera significativamente los valores calculados [21] .

Algunas distancias y relaciones

• La radiación electromagnética , incluida la luz visible , viaja 1 unidad astronómica en aproximadamente 500 segundos (8 minutos 20 segundos).
• La distancia real de la Tierra al Sol no es constante, durante el año varía de 0,9832898912 a 1,0167103335 UA.
• El semieje mayor de la órbita de Neptuno , el planeta más distante del sistema solar, se encuentra a unas 30,1 UA. [22]
• El 21 de febrero de 2019 se estableció un nuevo récord de observación del objeto más distante del sistema solar. El objeto transneptuniano encontrado en las imágenes del telescopio Subaru se llamó FarFarOut . La distancia a él se estima en 140 ± 10 AU. [23]
• La nave espacial Voyager 1 , a partir de 2021, ha cubierto una distancia de 150 UA. del Sol y continúa alejándose de él a una velocidad de aproximadamente 3,6 AU/año (su eliminación actual se muestra aquí Archivado el 10 de marzo de 2017 en Wayback Machine ). Este es el objeto más distante creado por el hombre de la Tierra [24] .
• 1 año luz ≈ 63.241 AU
• 1 parsec ≈ 206 265 AU (el factor de conversión es un número irracional , exactamente igual al número de segundos de arco en 1 radian , 180 60 60/ π ) [25] .
• La distancia a la estrella más cercana (después del Sol), Próxima Centauri , es de unas 268.400 UA. [26]

Véase también

• pársec
• Año luz
• constante gaussiana

Notas

1. ↑ 1 2 GOST 8.417-2002. Sistema estatal para asegurar la uniformidad de las mediciones. Unidades de cantidades. . Consultado el 14 de junio de 2019. Archivado desde el original el 16 de junio de 2019. (indefinido)
2. ↑ 1 2 3 4 Regulaciones sobre unidades de cantidades permitidas para uso en la Federación Rusa . Fundación Federal de Información para Asegurar la Uniformidad de las Medidas . Rosstandart . Consultado el 21 de mayo de 2017. Archivado desde el original el 28 de abril de 2021. (indefinido)
3. ↑ 1 2 Artículo 5352 Decreto No. 879 Sobre la aprobación de las Regulaciones sobre unidades de cantidades permitidas para uso en la Federación Rusa  // Colección de Legislación de la Federación Rusa: Boletín. - Literatura jurídica , 2009. - 9 de noviembre ( Nº 45 ). - S. 13070 .
4. ↑ 12 Folleto BIPM - SI, Tabla 6 . www.bipm.org. Consultado el 15 de abril de 2017. Archivado desde el original el 11 de noviembre de 2014. (indefinido)
5. ↑ Del inglés.  unidad astronómica .
6. ↑ Del fr.  unión astronómica .
7. ↑ 1 2 Unión Astronómica Internacional, ed. (31 de agosto de 2012), RESOLUCIÓN B2 sobre la redefinición de la unidad astronómica de longitud , RESOLUCIÓN B2 , Beijing, China: Unión Astronómica Internacional Archivado el 16 de agosto de 2013 en Wayback Machine . 
8. ↑ Las principales abreviaturas gráficas generalmente aceptadas // Diccionario ortográfico ruso / Lopatin V. V ..
9. ↑ Artículo 6. Requisitos para unidades de cantidades // Ley federal "Sobre la garantía de la uniformidad de las medidas" No. 102-FZ.
10. ↑ 5.2  Símbolos de unidades . Folleto SI: El Sistema Internacional de Unidades (SI) 147. BIPM (2019). - "Los símbolos de unidad son entidades matemáticas y no abreviaturas". Consultado el 15 de abril de 2017. Archivado desde el original el 1 de octubre de 2017.
11. ↑ 1 2 3 Unidad astronómica /  Yu . - M  .: Enciclopedia soviética , 1986. - S. 126-128. — 70.000 copias.
12. ↑ Resolución nro. 10 de la XVI Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional . Archivado el 2 de mayo de 2019 en Wayback Machine , Grenoble, 1976.
13. ↑ Gareth V. Williams. UNIDAD ASTRONÓMICA Unidad astronómica  (inglés)  // Enciclopedia de Ciencias Planetarias. - Dordrecht: Springer Holanda, 1997. - P. 48–51 . - ISBN 978-1-4020-4520-2 . -doi : 10.1007 / 1-4020-4520-4_31 .
14. ↑ IERS Conventions (2003) Archivado el 4 de diciembre de 2008.
15. ↑ ISO 80000-3:2019(en). cantidades y unidades. Parte 3: Espacio y tiempo . Organización Internacional de Normalización. Consultado el 7 de mayo de 2022. Archivado desde el original el 17 de junio de 2016. (indefinido)
16. ↑ Paul Marston. Jeremiah Horrocks: joven genio y primer  observador del tránsito de Venus . - Universidad de Central Lancashire, 2004. - P. 14-37.
17. ↑ Eremeeva A.I., Tsitsin F.A. Historia de la astronomía. - M. : Editorial de la Universidad Estatal de Moscú, 1989. - S. 316.
18. ↑ Polozova N. G., Rumyantseva L. I. 350 años de observaciones del paso de Venus a través del disco solar // Calendario astronómico de 1989. - M .: Nauka , 1988. - Edición. 92 . - S. 244-253 .
19. ↑ Hinks, Arthur R. Papeles de paralaje solar No. 7: La Solución General de las Ascensiones Rectas Fotográficas de Eros, en la Oposición de 1900   // Mes . No. Roy. Astron. soc. : diario. - 1909. - Vol. 69 , núm. 7 . - Pág. 544-567 . - .
20. ↑ Krasinsky GA, Brumberg VA Aumento secular de la unidad astronómica a partir del análisis de los principales movimientos de los planetas y su interpretación  // Mecánica celeste y astronomía dinámica  . - Editores académicos de Kluwer, 2004. - Vol. 90 , núm. 3-4 . - pág. 267-288 . — ISSN 0923-2958 . -doi : 10.1007 / s10569-004-0633-z .
21. ↑ Iorio L. Aumento secular de la unidad astronómica y las precesiones del perihelio como pruebas del escenario mundobrana multidimensional Dvali-Gabadadze-Porrati  //  Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. - 2005. - vol. 2005 , n. 09 . — Pág. 006 . -doi : 10.1088 / 1475-7516/2005/09/006 . -arXiv : gr - qc/0508047 .
22. ↑ Neptune  / Xanfomality L. V. // Gran Enciclopedia Rusa [Recurso electrónico]. — 2017.
23. ↑ Nola Taylor Redd. El nuevo mundo "FarFarOut" es el objeto del sistema solar más distante  conocido . Scientific American (7 de marzo de 2019). Consultado el 23 de mayo de 2019. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2019.
24. ↑ Datos rápidos . Voyager - La misión interestelar . NASA. Consultado el 2 de junio de 2017. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2011. (indefinido)
25. ↑ Según la Nota 4 de la Resolución B2 de la XXIX Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (2015), el parsec se define exactamente como AU. \ u003d AU, es decir, coincide con el radio del círculo, en el que la longitud del arco , restando el ángulo de 1 segundo de arco, es igual a 1 unidad astronómica. La definición anterior del parsec se basaba en el cateto pequeño de un triángulo rectángulo en lugar de en un arco, y difería de la moderna en menos de un 10 −9 %. La diferencia entre las definiciones nueva y antigua es muchos órdenes de magnitud menor que el mejor error relativo disponible en la medición de distancias interestelares para la tecnología moderna . Por lo tanto, las distancias medidas en parsecs en realidad no cambiaron con el cambio de definición.
26. ↑ Basado en los datos más recientes del telescopio Gaia . Archivado el 3 de septiembre de 2016 en Wayback Machine en parallax .

Enlaces

• Williams, D. & Davies, R. D. (1968), Un método de radio para determinar la unidad astronómica , Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society T. 140 (4): 537 , DOI 10.1093/mnras/140.4.537 

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