Wat is een astronomische eenheid?

als het gaat om het omgaan met de kosmos, wij mensen houden ervan om dingen in vertrouwde termen. Wanneer we exoplaneten onderzoeken, classificeren we ze op basis van hun overeenkomsten met de planeten in ons eigen zonnestelsel – dat wil zeggen aards, gasreus, aarde-grootte, Jupiter-grootte, Neptunus-grootte, enz. Bij het meten van astronomische afstanden doen we vrijwel hetzelfde.

een van de meest gebruikte middelen om afstanden door de ruimte te meten is bijvoorbeeld een astronomische eenheid (ae). Gebaseerd op de afstand tussen de aarde en de zon, stelt deze eenheid astronomen in staat om de enorme afstanden tussen de Zonneplaneten en de zon, en tussen buitenzonneplaneten en hun sterren te karakteriseren.

definitie:

volgens de huidige astronomische conventie is een enkele astronomische eenheid gelijk aan 149.597.870, 7 kilometer (of 92.955.807 mijl). Dit is echter de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon, aangezien die afstand onderhevig is aan variatie tijdens de omlooptijd van de aarde. Met andere woorden, de afstand tussen de aarde en de zon varieert in de loop van een enkel jaar.

de baan van de aarde rond de zon, met de gemiddelde afstand (of 1 ae). Credit: Huritisho / Wikipedia Commons

in de loop van een jaar gaat de aarde van een afstand van 147.095.000 km (91.401.000 mi) van de zon bij perihelium (haar dichtstbijzijnde punt) naar 152.100.000 km (94.500.000 mi) bij aphelium (haar verste punt) – of van een afstand van 0,983 AUs naar 1.016 AUs.

ontwikkelingsgeschiedenis:

het vroegst geregistreerde voorbeeld van astronomen die de afstand tussen de aarde en de zon schatten, dateert uit de klassieke oudheid. In het werk van de 3e eeuw v. Chr. over de afmetingen en afstanden van de zon en de maan – dat wordt toegeschreven aan de Griekse wiskundige Aristarchus van Samos – werd de afstand geschat op 18 tot 20 keer de afstand tussen de aarde en de maan.echter, zijn tijdgenoot Archimedes, in zijn 3e eeuw v. Chr. werk Sandreckoner, beweerde ook dat Aristarchus van Samos de afstand van 10.000 keer de straal van de aarde plaatste. Afhankelijk van de waarden voor beide schattingen, was Aristarchus met een factor van ongeveer 2 (in het geval van de straal van de aarde) tot 20 (de afstand tussen de aarde en de maan).de oudste Chinese wiskundige tekst – de 1ste eeuw v. Chr. verhandeling bekend als Zhoubi Suanjing-bevat ook een schatting van de afstand tussen de aarde en de zon. Volgens de anonieme verhandeling kan de afstand worden berekend door meetkundige metingen uit te voeren van de lengte van middagschaduwen die worden gecreëerd door objecten die op specifieke afstanden zijn verdeeld. De berekeningen waren echter gebaseerd op het idee dat de aarde plat was.

Illustration of the ptolemaeic geocentric conceptie of the Universe, by Bartolomeu Velho (?-1568), naar zijn werk Cosmographia, made in France, 1568. Krediet: Bibilotèque nationale de France, Parijs

de beroemde 2e-eeuwse wiskundige en astronoom Ptolemaeus baseerde zich op trigonometrische berekeningen om een afstandschatting te maken die gelijk was aan 1210 keer de straal van de aarde. Met behulp van records van maansverduisteringen, schatte hij de schijnbare diameter van de maan, evenals de schijnbare diameter van de schaduwkegel van de aarde doorkruist door de Maan tijdens een maansverduistering.aan de hand van de parallax van de maan berekende hij ook de schijnbare groottes van de zon en de Maan en concludeerde dat de diameter van de zon gelijk was aan de diameter van de maan toen deze zich op de grootste afstand van de aarde bevond. Hieruit kwam Ptolemaeus tot een verhouding van de afstand van de zon tot de maan van ongeveer 19 tot 1, dezelfde figuur afgeleid door Aristarchus.gedurende de volgende duizend jaar zou Ptolemaeus ‘ schatting van de afstand tussen aarde en zon (net als de meeste van zijn astronomische leringen) canon blijven onder middeleeuwse Europese en islamitische astronomen. Pas in de 17e eeuw begonnen astronomen zijn berekeningen te heroverwegen en te herzien.dit werd mogelijk gemaakt door de uitvinding van de telescoop, evenals Keplers drie wetten van planetaire beweging, die astronomen hielpen de relatieve afstanden tussen de planeten en de zon met grotere nauwkeurigheid te berekenen. Door de afstand tussen de aarde en de andere Zonneplaneten te meten, konden astronomen parallaxmetingen uitvoeren om nauwkeurigere waarden te verkrijgen.

met parallaxtechniek observeren astronomen objecten aan tegenovergestelde uiteinden van de baan van de aarde rond de zon om de afstand nauwkeurig te meten. Credit: Alexandra Angelich, NRAO/AUI / NSF.

in de 19e eeuw resulteerde de bepaling van de snelheid van het licht en de constante van de aberratie van het licht in de eerste directe meting van de afstand Aarde-Zon in kilometers. In 1903 werd de term “astronomische eenheid” voor het eerst gebruikt. Gedurende de 20e eeuw werden metingen steeds preciezer en verfijnder, deels dankzij nauwkeurige waarnemingen van de effecten van Einsteins relativiteitstheorie.

Modern gebruik:

in de jaren zestig leidde de ontwikkeling van directe radarmetingen, telemetrie en de verkenning van het zonnestelsel met ruimtesondes tot nauwkeurige metingen van de posities van de binnenplaneten en andere objecten. In 1976 nam de Internationale Astronomische Unie (IAU) een nieuwe definitie aan tijdens hun 16e Algemene Vergadering. Als onderdeel van hun systeem van Astronomische constanten stelde de nieuwe definitie:

“de astronomische eenheid van lengte is die lengte (A) waarvoor de Gaussiaanse gravitatieconstante (k) de waarde 0,01720209895 neemt wanneer de meeteenheden de astronomische eenheden van lengte, massa en tijd zijn. De afmetingen van k2 zijn die van de zwaartekrachtconstante (G), d.w.z., L3M-1T–2. De term “eenheidsafstand” wordt ook gebruikt voor de lengte A.”

naar aanleiding van de ontwikkeling van hyper-precieze metingen besloot het Internationaal Comité voor maten en gewichten (CIPM) in 1983 het Internationaal Systeem van eenheden (SI) te wijzigen. In overeenstemming met dit, ze opnieuw gedefinieerd de meter te meten in termen van de snelheid van het licht in vacuüm.

Infographic vergelijking van de baan van de planeet rond Proxima Centauri (Proxima b) met hetzelfde gebied van het zonnestelsel. Krediet: ESO

in 2012 stelde de IAU echter vast dat de gelijkstelling van relativiteit de meting van AUs te complex maakte, en herdefinieerde de astronomische eenheid in termen van meters. In overeenstemming met deze, een enkele AU is gelijk aan 149597870,7 km precies (92.955807 miljoen mijl), 499 lichtseconden, 4.8481368×10-6 van een parsec, of 15.812507×10-6 van een lichtjaar.

tegenwoordig wordt de AU vaak gebruikt om afstanden te meten en numerieke modellen voor het zonnestelsel te maken. Het wordt ook gebruikt bij het meten van buitenzonnestelsels, het berekenen van de omvang van protoplanetaire wolken of de afstand tussen buitenzonneplaneten en hun moederster. Bij het meten van interstellaire afstanden zijn AUs ‘ s te klein om handige metingen te bieden. Als zodanig, andere eenheden – zoals de parsec en het lichtjaar – worden vertrouwd op.

Het Heelal is een enorme plaats, en het meten van zelfs onze kleine hoek van het produceren van een aantal onthutsende resultaten. Maar zoals altijd, we geven er de voorkeur aan om ze uit te drukken op manieren die net zo relateerbaar en vertrouwd zijn.

we hebben veel interessante artikelen geschreven over afstanden in het zonnestelsel hier in het Universum vandaag. Hoe ver zijn de planeten van de zon?, Hoe ver is Mercurius van de zon? Hoe ver is Venus van de zon? Hoe ver is de aarde van de zon? Hoe ver is Mars van de zon? Hoe ver is Jupiter van de zon? Hoe ver is Saturnus van de zon? Hoe ver is Uranus van de zon? Hoe ver is Neptunus van de zon? Hoe ver is Pluto van de zon?

Als u meer informatie wilt over de baan van de aarde, kijk dan op NASA ‘ s solar system Exploration pagina.

we hebben ook een aflevering opgenomen van Astronomy Cast gewijd aan het meten van afstanden in de astronomie. Luister, Aflevering 10: Afstand Meten in het universum.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *