Astronominen yksikkö

Astronominen yksikkö eli tähtitieteellinen yksikkö (lyhenne au, aiemmin AU, engl. astronomical unit) on alkuperäisen määritelmän mukaan Maan keskietäisyys Auringosta, joka on noin 149,6 miljoonaa kilometriä. Maapallo kiertää siis Aurinkoa keskimäärin yhden astronomisen yksikön etäisyydellä. Astronominen yksikkö on paikallaan pysyvän Auringon ja Maan, joka kulkee lähes pyöreää ellipsimäistä kiertorataa pitkin, välisen etäisyyden aritmeettinen keskiarvo lievän etäisyyden vaihtelun vuoksi, kun janan alkupiste on Maan keskipisteessä ja janan loppupiste Auringon keskipisteessä. Etäisyys Maan pinnalta Auringon pinnalle ei siis ole astronomista yksikköä vastaava vaan lyhyempi etäisyys. Astronominen yksikkö vastaa 4,84 · 10⁻⁶ parsekia tai 1,581 · 10⁻⁵ valovuotta tai noin 215 Auringon sädettä. Auringon säde on noin 0,005 astronomista yksikköä.^[1]

Maan etäisyys Auringosta vaihtelee noin 147 (periheli periapsis) ja noin 152 miljoonan (apheli apoapsis) kilometrin välillä kiertoratansa eri pisteissä. Kuva ei ole mittakaavassa ja elliptisyyttä on liioiteltu.

Nykyisen (2012) määritelmän mukaan:

1 au = 149 597 870 700 m.^[2]

Historia

Koska Maan etäisyydelle Auringosta ei voi antaa tarkkaa arvoa, määriteltiin vuonna 1968, että astronominen yksikkö on tarkalleen 1,496 · 10¹¹ metriä. Tällöin Maan radan isoakselin puolikas on hieman enemmän kuin 1 au.

Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni (IAU) määritteli vuonna 1976 astronomisen yksikön siksi etäisyydeksi Auringosta, jolla hiukkanen kiertäisi häiriöttä 365,2568983 päivässä. Näin ollen yksi astronominen yksikkö on tarkoin 149 597 870,691 kilometriä.^[3]

Vuonna 1984 yksikkö määriteltiin yhden AU:n pituudeksi 1,49597870 · 10¹¹ m.^[4]

Vuonna 2012 IAU määritteli uudeksi arvoksi tarkalleen 149 597 870 700 metriä. Pekingissä pidetyssä kokouksessa päätettiin samalla, että jatkossa lyhenne kirjoitetaan pienellä: au. Määritelmää muutettiin, koska Auringon vetovoimaan perustuva arvo ei pysy vakiona Auringon massan vähetessä. Tarkkojen mittausten tultua mahdolliseksi karkea Maan etäisyys Auringosta ei enää ole tarpeellinen.^[2]

Käyttötarkoitus

Astronominen yksikkö on lähinnä tähtitieteessä käytetty metripohjaiseen SI-järjestelmään kuulumaton pituuden mittayksikkö. Kun mitattavat pituudet kasvavat niin suuriksi, ettei metrien käyttö ole enää järkevää, voidaan siirtyä astronomisiin yksiköihin.

Tähtitieteessä käytetään astronomista yksikköä myös siksi, että käytettäessä yksikköä AU pituudelle, sideeristä vuotta ajalle ja Auringon massaa massalle, gravitaatiovakio G saa arvon ${\displaystyle 4\pi ^{2}}$.^[4] Koska gravitaatiovakio on yksi epätarkimmin tunnetuista luonnonvakioista, saadaan laskentatarkkuutta taivaanmekaniikkaan liittyvissä laskutoimituksissa parannettua.^lähde?