Système d'unités astronomiques - Astronomical system of units
Le système d'unités astronomiques , anciennement appelé IAU (1976) System of Astronomical Constants , est un système de mesure développé pour être utilisé en astronomie . Elle a été adoptée par l' Union astronomique internationale (UAI) en 1976 via la résolution n° 1, et a été considérablement mise à jour en 1994 et 2009 (voir constante astronomique ).
Le système a été développé en raison des difficultés de mesure et d'expression des données astronomiques dans le système international d'unités ( unités SI ). En particulier, il existe une énorme quantité de données très précises relatives aux positions des objets dans le système solaire qui ne peuvent pas être facilement exprimées ou traitées en unités SI. Grâce à un certain nombre de modifications, le système d'unités astronomiques reconnaît désormais explicitement les conséquences de la relativité générale , qui est un ajout nécessaire au système international d'unités afin de traiter avec précision les données astronomiques.
Le système d'unités astronomique est un système tridimensionnel , en ce qu'il définit des unités de longueur , de masse et de temps . Les constantes astronomiques associées fixent également les différents référentiels nécessaires pour rendre compte des observations. Le système est un système conventionnel, en ce que ni l'unité de longueur ni l'unité de masse ne sont de vraies constantes physiques , et il existe au moins trois mesures différentes du temps.
Unité de temps astronomique
L'unité de temps astronomique est le jour , défini comme86 400 secondes . 365,25 jours constituent une année julienne . Le symbole D est utilisé en astronomie pour désigner cet appareil.
Unité de masse astronomique
L'unité de masse astronomique est la masse solaire . Le symbole M ☉ est souvent utilisé pour désigner cette unité. La masse solaire ( M ☉ ),1,988 92 × 10 30 kg , est un moyen standard d' exprimer la masse en astronomie , utilisé pour décrire les masses d' autres étoiles et galaxies . Elle est égale à la masse du Soleil , environ333 000 fois la masse de la Terre ou 1 048 fois la masse de Jupiter .
En pratique, les masses des corps célestes n'apparaissent dans la dynamique du système solaire qu'à travers les produits GM , où G est la constante de gravitation. Dans le passé, la GM du Soleil pouvait être déterminée expérimentalement avec une précision limitée. Sa valeur actuelle acceptée est G M ☉ =1,327 124 420 99 (10) × 10 20 m 3 s −2 .
masse de Jupiter
La masse de Jupiter ( M J ou M JUP ), est l'unité de masse égale à la masse totale de la planète Jupiter ,1,898 × 10 27 kg . La masse de Jupiter est utilisée pour décrire les masses des géantes gazeuses , telles que les planètes extérieures et les planètes extrasolaires . Il est également utilisé pour décrire les naines brunes et les planètes de masse Neptune.
Masse terrestre
La masse terrestre ( M 🜨 ) est l' unité de masse égale à celle de la Terre . 1 M 🜨 =5,9742 × 10 24 kg . La masse terrestre est souvent utilisée pour décrire les masses de planètes terrestres rocheuses . Il est également utilisé pour décrire les planètes de masse Neptune. Une masse terrestre est0,003 15 fois la masse de Jupiter.
| Masse solaire | |
|---|---|
| Masse solaire | 1 |
| masses de Jupiter | 1048 |
| Masses terrestres | 332 950 |
Unité de longueur astronomique
L'unité astronomique de longueur est maintenant définie comme exactement 149 597 870 700 mètres. Elle est approximativement égale à la distance moyenne Terre-Soleil. Elle était autrefois définie comme la longueur pour laquelle la constante gravitationnelle gaussienne ( k ) prend la valeur0,017 202 098 95 lorsque les unités de mesure sont les unités astronomiques de longueur, de masse et de temps. Les dimensions de k 2 sont celles de la constante de gravitation ( G ), c'est-à-dire L 3 M −1 T −2 . Le terme "unité de distance" est également utilisé pour la longueur A alors que, dans l'usage général, il est généralement appelé simplement "unité astronomique", symbole au.
Une formulation équivalente de l'ancienne définition de l'unité astronomique est le rayon d'une orbite circulaire newtonienne non perturbée autour du Soleil d'une particule ayant une masse infinitésimale, se déplaçant avec un mouvement moyen de 0,017 202 098 95 radians par jour. La vitesse de la lumière en IAU est la valeur définie c 0 = 299 792 458 m/s des unités SI. Concernant cette vitesse, l'ancienne définition de l'unité de longueur astronomique avait la valeur acceptée : 1 au = c 0 τ A = (149 597 870 700 ± 3 ) m, où τ A est le temps de transit de la lumière à travers l'unité astronomique. L'unité de longueur astronomique a été déterminée par la condition que les données mesurées dans les éphémérides correspondent aux observations, ce qui à son tour décide du temps de transit τ A .
Autres unités pour les distances astronomiques
| Gamme astronomique | Unités typiques |
|---|---|
| Distances aux satellites | kilomètres |
| Distances aux objets proches de la Terre | distance lunaire |
| Distances planétaires | unités astronomiques , gigamètres |
| Distances aux étoiles proches | parsecs , années-lumière |
| Distances à l'échelle galactique | kiloparsecs |
| Distances aux galaxies proches | mégaparsecs |
Les distances aux galaxies lointaines ne sont généralement pas du tout indiquées en unités de distance, mais plutôt en termes de décalage vers le rouge . Les raisons en sont que la conversion du décalage vers le rouge en distance nécessite la connaissance de la constante de Hubble , qui n'a été mesurée avec précision qu'au début du 21e siècle, et qu'aux distances cosmologiques, la courbure de l' espace - temps permet de proposer plusieurs définitions de la distance. Par exemple, la distance définie par le temps qu'il faut à un faisceau lumineux pour se rendre à un observateur est différente de la distance définie par la taille apparente d'un objet.