Astronomická jednotka

Astronomická jednotka (AU z angl. astronomical unit, UA z fr. unité astronomique) je jednotka dĺžky, približne rovná priemernej vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom. Jej presná hodnota je:

1 AU = 149 597 870 700 m

V sústave jednotiek SI je na prvom mieste značka UA, ale vzhľadom na to, že na všetkých podujatiach Medzinárodnej astronomickej únie sa rokuje takmer výlučne v angličtine a v angličtine sa publikuje aj väčšina astronomických prác, v ktorých sa astronomická jednotka označuje AU, značka UA sa okrem Francúzska takmer nikde nepoužíva.

Určenie hodnoty

Obežná dráha Zeme nie je kružnica, ale elipsa; pôvodne bola AU definovaná ako dĺžka veľkej polosi tejto obežnej dráhy. Pre väčšiu presnosť Medzinárodná astronomická únia v roku 1976 definovala AU ako vzdialenosť od Slnka, pri ktorej častica zanedbateľnej hmotnosti bude mať na pokojovej obežnej dráhe periódu 365,2568983 dní (Gaussov rok). Ešte presnejšie, je to vzdialenosť, pri ktorej je heliocentrická gravitačná konštanta rovná (0.017 202 098 95)² AU³/d².

V tom istom čase, keď bola AU predstavená, bola jej skutočná hodnota veľmi slabo známa, ale vzdialenosti planét v tvare AU mohli byť určené z heliocentrickej geometrie (Keplerove zákony pohybov planét). Hodnotu AU prvýkrát odhadli Jean Richer a Giovanni Domenico Cassini v roku 1672. Meraním paralaxy planéty Mars z dvoch rôznych miest na Zemi prišli k číslu okolo 140 miliónov kilometrov. Prvé dobré meranie vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom urobil Eratostenes okolo roku 200 pred n. l. štúdiom zatmení Mesiaca, jeho výsledok bol 804 000 000 štadiónov. Keď použijeme bežný štadión, preložené to znamená približne 148 740 000 000 metrov. O niečo presnejší odhad sa dá získať pozorovaním prechodu Venuše cez slnečný disk. Túto metódu navrhol Edmund Halley a bola použitá pri prechode Venuše pozorovanom v rokoch 1761 a 1769 a potom znova v rokoch 1874 a 1882. Ďalšia metóda zahŕňala zistenie konštanty odchýlenia svetla (eng. light aberration) a Simon Newcomb jej dodal veľkú váhu, keď odvodil jeho široko akceptovanú hodnotu 8,80 pre slnečnú paralaxu (čo je blízko modernej hodnote 8,794148). Objavenie planétky 433 Eros a jeho prechod blízko Zeme v rokoch 1900 – 1901 umožnilo značné zlepšenie v meraní paralaxy. Nedávno boli zhotovené veľmi precízne merania radarom a telemetriou z vesmírnych sond.

Zatiaľ čo hodnota astronomickej jednotky je dnes známa s veľkou presnosťou, hodnota hmotnosti Slnka nie je, kvôli neistote ohľadom hodnoty gravitačnej konštanty. Pretože gravitačná konštanta je známa len na 5 alebo 6 platných číslic zatiaľ čo pozície planét sú známe na 11 až 12 číslic, výpočty v nebeskej mechanike sa typicky vykonávajú so slnečnými hmotnosťami a astronomickými jednotkami namiesto používania kilogramov a kilometrov. Tento prístup robí všetky výsledky závislé od gravitačnej konštanty. Prevod na jednotky sústavy SI by ich od gravitačnej konštanty oddelil, ale za cenu zavedenia ďalšej neistoty priradením špecifickej hodnoty k tejto neznámej konštante.

Je známe, že hmotnosť Slnka sa veľmi pozvoľna zmenšuje, a preto obežná doba telesa v danej vzdialenosti sa zväčšuje. To znamená, že AU sa predlžuje asi o 1 centimeter ročne. V roku 2012 bola určená jej presná hodnota.

Vzdialenosti planét od Slnka

Pozn.: uvedené vzdialenosti sú dĺžkami hlavných polosí obežných dráh planét.

Planéta	Vzdialenosť v AU
Merkúr	0,387 098 93
Venuša	0,723 331 99
Zem	1,000 000 11
Mars	1,523 662 31
Jupiter	5,203 363 01
Saturn	9,537 070 32
Urán	19,191 263 93
Neptún	30,068 963 48

Niektoré vzdialenosti iných vesmírnych telies

Poznámka: Treba vziať do úvahy, že vzdialenosti jednotlivých telies sa v čase menia kvôli ich neustálemu pohybu.

• Obežná dráha asteroidu 90377 Sedna je v rozmedzí 76 až 942 AU od Slnka; aktuálne (rok 2005) je Sedna vzdialená približne 90 AU od Slnka.
• Vo februári 2005 je sonda Voyager 1 (najvzdialenejšie teleso vytvorené človekom) vzdialený 94 AU od Slnka.
• Priemer Slnečnej sústavy vrátane Oortovho oblaku je 100 000 AU.
• Proxima Centauri (po Slnku druhá najbližšia hviezda) je od Slnka vzdialená 268 000 AU.
• Priemer hviezdy Betelgeuze je 2,57 AU.
• Vzdialenosť od Slnka do stredu Galaxie je 1 700 000 000 AU.

Prevody jednotiek

• 1 AU = 149 597 870,691 ± 0,030 km = 92 955 807 míľ = 8,317 svetelných minút = 499 svetelných sekúnd
• 1 svetelná sekunda = 0,002 AU
• 1 svetelná minúta = 0,120 24 AU
• 1 svetelný deň = 173,14 AU
• 1 svetelný rok = 63 239,73 AU
• 1 pc (parsek; jednotka vzdialenosti) = 206 264,78 AU