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天文單位系統的正式名稱是國際天文學聯合會(1976)天文常數系統(IAU (1976) System of Astronomical Constants)[來源請求],是在天文學開發出來的測量系統。它於1976年被國際天文學聯合會通過[1],並且在1994年和2009年更新過(參見天文常數)。
這個系統開發是因為天文資料在國際單位制(SI unit)下的測量和表述都有困難之處。尤其是在太陽系內的天體,需要數值非常龐大且精確的資料,其中許多不能方便的以SI單位處理或顯示。通過大量的修改,天文單位系統系現在明確的認同廣義相對論的結果,這是國際單位制需要補充,以正確的處理天文資料。
天文單位系統是三維系統,因為它定義長度、質量和時間。相關的天文常數也對應不同的參考系需要報告的觀測[2]。這個系統是個傳統的系統,其中無論是長度單位或是質量的單位,都是純物理的常數,並且對時間至少有三種不同的量度。
天文系統的時間單位是日(day),定義為400 86秒。365.25日構成一儒略年 [1]。D是天文學上用來表示日這個單位的符號。
天文的質量單位是太陽質量[1],常用符號M☉表示。太陽質量是天文學上表示龐大質量的標準方式,用來描述恆星和星系的質量。太陽質量定義為太陽的質量,約92×1030 kg,大約是 1.988地球質量的000倍,或 333木星質量的1,048倍。
在實務上,太陽系內天體的質量應用在動力學上時,是GM的乘積,此處的G是萬有引力常數。在過去,太陽的GM受限於實驗確認的精確度。目前接受的值是[3]G M☉=1.327 124 420 99 × 1020±1010 m3s−2。
木星質量(MJ或MJUP)是等於行星木星總質量的質量單位,其值為×1027 kg。木星質量用於描述 1.898氣態巨行星的質量,例如太陽系的外層行星和太陽系以外的系外行星。它也用於描述棕矮星和海王星質量等級的行星。
地球質量(M🜨)是等於地球質量的質量單位。1 M🜨 = ×1024 kg。地球質量常用來描述岩石 5.9742類地行星的質量。它也用來描述海王星質量的行星。1地球質量是木星質量的15倍。 0.003
太陽質量 | |
---|---|
太陽質量 | 1 |
木星質量 | 1048 |
地球質量 | 950 332 |
天文的長度單位現在明確的定義為149,597,870,700公尺[4]。高斯重力常數(k)的值是20209895,在以前,它是由天文單位的長度、質量和時間推導出來的 0.017[1]。k2的因次是當時的重力常數(G),也就是L3M−1T−2。單位距離這個術語也會用A來表示長度,但一般用法是以au、AU、或ua來做為天文單位的符號。
天文單位的一個等效定義就是在牛頓的圓軌道上,不受外力擾動的無窮小質量的質點,以平穩的角速度,每日繞行20209895的軌道半徑 0.017[5]。這大約就等於地球到太陽距離的平均值。
光速在國際天文學聯合會的定義值是c0 = 792458 m/s的國際單位制。以這樣的速度,目前天文單位的長度被接受的值是 299[3]: 1 ua = c0τA = 97870700×1011 ± 3 m,此處的τA是光跨越天文單位的長度所花費的時間。 1.495星曆表的天文單位是在測量的條件下得到的實測資料,所以是反過來決定跨越所需要的時間τA。
距離非常遙遠的星系通常不用傳統的單位來標示距離,而是以紅移。這個原因是從紅移的值轉換到距離的單位需要知道正確的哈伯常數。但是,直到21世紀初,這個值都還不能準確地測量出來;並且在宇宙論的距離,還需要考慮時空的彎曲,這使得一個距離有這多重的定義。例如,距離的定義是一束光旅行到觀測者所需要的時間,會因為該天體外觀尺度的不同,而有所差異。
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