天文單位系統
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
[編輯]天文系統的時間單位是日（day），定義為86400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
[編輯]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1.98892×1030 kg，大約是地球質量的333000倍，或木星質量的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
[編輯]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1.898×1027 kg。木星質量用於描述氣態巨行星的質量，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
[編輯]地球質量（M🜨）是等於地球質量的質量單位。1 M🜨 = 5.9742×1024 kg。地球質量常用來描述岩石類地行星的質量。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0.00315倍。
| 太陽質量 | |
|---|---|
| 太陽質量 | 1 |
| 木星質量 | 1048 |
| 地球質量 | 332950 |
天文的長度單位
[編輯]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0.01720209895，在以前，它是由天文單位的長度、質量和時間推導出來的[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0.01720209895的軌道半徑[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 = 299792458 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[3]： 1 ua = c0τA = 1.49597870700×1011 ± 3 m，此處的τA是光跨越天文單位的長度所花費的時間。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。
天文距離的其他單位
[編輯]| 天文學的範圍 | 典型的單位 |
|---|---|
| 到衛星的距離 | 公里 |
| 近地天體的距離 | 月球距離（LD） |
| 行星距離 | 天文單位（AU）、京米（gigametre） |
| 鄰近恆星的距離 | 秒差距（pc）、光年（Ly） |
| 星系尺度的距離 | 千秒差距（Kpc） |
| 鄰近星系的距離 | 百萬秒差距（Mpc） |
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。
相關條目
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Resolution No. 10 of the XVIth General Assembly of the International Astronomical Union （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Grenoble, 1976.
- ^ 尤其是，質心天球參考系（BCRS，barycentric celestial reference system）和地心天球參考系（GCRS，geocentric celestial reference system），中心定在地球的質心（包括其流體的外層）Dennis D. McCarthy, P. Kenneth Seidelmann. Resolution B1.3: Definition of the barycentric celestial reference system and geocentric celestial reference system XXIVth International Astronomical Union General Assembly (2000). Time: from Earth rotation to atomic physics. Wiley-VCH. 2009: 105 [2016-08-28]. ISBN 3-527-40780-4. （原始內容存檔於2019-06-12）.
- ^ 3.0 3.1 Gérard Petit and Brian Luzum, eds. Table 1.1: IERS numerical standards (PDF). IERS technical note no. 36: General definitions and numerical standards. International Earth Rotation and Reference Systems Service. 2010 [2016-08-28]. （原始內容存檔 (PDF)於2023-05-28）. For complete document see Gérard Petit and Brian Luzum, eds. IERS Conventions (2010): IERS technical note no. 36. International Earth Rotation and Reference Systems Service. 2010 [2016-08-28]. ISBN 978-3-89888-989-6. （原始內容存檔於2019-06-30）.
- ^ International Astronomical Union (編), RESOLUTION B2 on the re-definition of the astronomical unit of length (PDF), RESOLUTION B2, Beijing, China: International Astronomical Union, 31 August 2012 [2016-08-29], （原始內容存檔 (PDF)於2013-08-16）,
The XXVIII General Assembly of International Astronomical Union … recommends … 1. that the astronomical unit be re-defined to be a conventional unit of length equal to 149 597 870 700 m exactly
- ^ International Bureau of Weights and Measures, The International System of Units (SI) (PDF) 8th: 126, 2006, ISBN 92-822-2213-6 （英語）.
外部連結
[編輯]- The IAU and astronomical units （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- "2014 Selected Astronomical Constants （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）" in The Astronomical Almanac Online (PDF), USNO–UKHO, [2016-08-28], （原始內容存檔於2016-12-24）.
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