Unité astronomique
L'unité astronomique de longueur<ref name="UAI2012B2fr">Modèle:Lien web.</ref>, ou de façon plus usuelle unité astronomique (en anglais : Modèle:Lang<ref name="UAI2012B2en">Modèle:Lien web.</ref>), est l'unité de longueur du système astronomique d'unités ; elle correspond approximativement à la distance entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres. Son symbole agréé par le Bureau international des poids et mesures est « au », bien qu'elle soit encore couramment notée « AU », « ua » ou « UA »<ref>{{#invoke:Langue|indicationDeLangue}} “The International System of Units (SI)” Modèle:Pdf, 9th edition, 2019, page 30, table 8 (consulté le 4 avril 2020).</ref>,<ref name="UAI2012B2fr" /> ; « ua » était la notation recommandée par l’Union astronomique internationale avant 2012<ref name="SI (BIPM)">Modèle:Ouvrage.</ref>.
Elle est principalement utilisée pour exprimer les distances entre les objets célestes du Système solaire ainsi qu'entre ceux situés dans d'autres systèmes planétaires. Elle est historiquement fondée sur la distance entre la Terre et le Soleil, et a été créée en 1958. Lors de la [[Assemblée générale de l'Union astronomique internationale de 2012|Modèle:28e générale de l’Union astronomique internationale]], tenue fin Modèle:Date- à Pékin, en Chine, l’unité astronomique est définie comme valant exactement Modèle:Unité (valeur fixe recommandée) (soit Modèle:Unité, Modèle:Unité<ref group=alpha>Le parsec étant défini à partir de l’unité astronomique, le rapport entre ces deux unités est indépendant de la valeur choisie pour l’unité astronomique.</ref>, ou Modèle:Unité). Une année-lumière vaut donc approximativement Modèle:Unité astronomiques.
Définition
En première approximation (en supposant la masse des planètes négligeable devant celle du Soleil), la Terre a une orbite elliptique autour du Soleil, dont la loi temporelle est contenue dans les lois de Kepler ; pour plus de précision, on tient compte des interactions entre planètes et de la force exercée par les planètes sur le Soleil. Il apparaît donc que la Terre n’est pas à une distance constante du Soleil. Afin d’obtenir une valeur fixe, elle a, à l’origine, été définie comme la moyenne entre le minimum et le maximum de la distance Terre-Soleil sur une année.
En anglais, et dans quelques autres langues, le symbole « AU » ou « au » est employé, et l’Union astronomique internationale a recommandé, lors de sa Modèle:28e générale, que le symbole « au » soit dorénavant le seul à être utilisé pour désigner l’unité astronomique. Cependant, le symbole « ua » était auparavant recommandé par le Bureau international des poids et mesures, la norme internationale Modèle:Nobr et l’Union astronomique internationale. La notation « ua » reste fréquente en français.
1976
En 1976, lors de la {{#ifeq: | s | Modèle:Siècle | XVIe{{#if:| }} }} Assemblée générale de l'Union astronomique internationale, l'unité astronomique est définie comme suit<ref name="IAU 1976">Modèle:Lien web.</ref> :
Mathématiquement, cette définition devient donc :
- <math>k = 0{,}017\;202\;098\;95\;A^{\frac{3}{2}}\;D^{-1}\;S^{-\frac{1}{2}}</math>.
Ainsi définie, l'unité astronomique correspond à la distance au Soleil d’une particule de masse négligeable<ref group=alpha>L’expression « masse négligeable » correspond à un cas limite du problème à deux corps dans lequel une seule des deux masses exerce une force sur l’autre.</ref> sur une orbite non perturbée et qui aurait une période orbitale de Modèle:Nb (une année gaussienne). Cette première définition officielle explicite de l’unité astronomique prend en compte l'évolution des mesures des distances, l’utilisation de <math>k</math> pour définir l’unité astronomique ayant été en usage depuis le Modèle:S mini- siècleModèle:Vérification siècle avant de devenir officielle en 1938<ref>« Standards numériques en Astronomie fondamentale »Modèle:Pdf, obspm.fr.</ref>.
Sa valeur recommandée est alors<ref name="IAU 1976" /> :
- <math>1\;\mathrm{ua}=A=1{,}495\;978\;70\times10^{11}\;\mathrm{m}</math>,
soit Modèle:Unité.
Elle est obtenue comme suit<ref name="IAU 1976" /> :
- <math>1\;\mathrm{ua}=A=c \cdot T_A</math>,
avec :
- <math>c</math>, la vitesse de la lumière dans le vide, égale à Modèle:Unité par seconde ;
- <math>T_A</math>, le temps de lumière pour une unité de distance, égal à Modèle:Unité.
Valeur mesurée
| A en mètres | Éphémérides |
|---|---|
| Modèle:Unité | JPL DE102 |
| Modèle:Unité | JPL DE118, DE200 |
| Modèle:Unité | Krasinsky 1993<ref>Modèle:Article.</ref> |
| Modèle:Unité | indicationDeLangue}} Jet Propulsion Laboratory - Interoffice MemorandumModèle:Pdf, NASA.gov.</ref> |
| Modèle:Unité ± 0,2 | IAA EPM2000 |
| Modèle:Unité | JPL DE410<ref>Modèle:Lien web.</ref> |
| Modèle:Unité | IAA EPM2004 |
| Modèle:Unité… | JPL DE414 |
Ces définitions, combinées à des observations radar et au suivi des sondes spatiales, ont permis d’évaluer l’unité astronomique à Modèle:Unité.
Par vulgarisation, on considère qu’une unité astronomique mesure environ Modèle:Unité de kilomètres. Cela représente un parcours d’une durée d’un peu plus de Modèle:Unité à la vitesse de la lumière.
Augmentation séculaire
En 2004, les astronomes russes Georgij Krasinsky et Victor A. Brumberg ont mis en évidence, par des mesures radiométriques de la distance entre la Terre et les planètes du Système solaire, une augmentation de la valeur de l'unité astronomique, d'environ Modèle:Unité par siècle<ref>Modèle:Article.</ref>. Comme dans le cas de la Lune qui s'éloigne de la Terre (de Modèle:Unité par siècle), ce phénomène est induit par des effets des marées qui éloignent progressivement les planètes (et ralentissent la rotation du Soleil, le moment cinétique total du système étant conservé) ainsi que par la perte de masse du Soleil à cause de la fusion nucléaire<ref>Modèle:Lien web</ref>,<ref>Modèle:Lien web</ref>.
2012 - valeur exacte fixée
Lors de la [[Assemblée générale de l'Union astronomique internationale de 2012|Modèle:28e générale]] de l’Union astronomique internationale, tenue fin Modèle:Date à Pékin, en Chine, l’unité astronomique est définie comme valant exactement Modèle:Unité<ref name="UAI2012B2fr" />,<ref name ="Parisobs">Modèle:Lien web.</ref>. Cela représente un parcours d’une durée de Modèle:Unité (soit Modèle:Heure) à la vitesse de la lumière dans le vide<ref group="alpha">La vitesse de la lumière dans le vide est une constante dont la valeur est fixée à exactement Modèle:Unité. Étant donné que la durée du parcours d'une unité astronomique à la vitesse de la lumière dans le vide est le rapport de deux valeurs fixées et donc infiniment précises, sa valeur est donc aussi connue de façon infiniment précise et vaut <math>\frac{149\,597\,870\,700 \; \rm m}{299\,792\,458 \; \rm m/s} = 499{,}004\,783\,836 \; \rm s</math>.</ref>.
Utilisation
L’unité astronomique est utilisée pour exprimer les distances au sein du Système solaire ou dans les systèmes planétaires.
De plus, en raison des méthodes de triangulation utilisées pour mesurer la distance des étoiles, lesquelles prennent pour base de visée le diamètre de l’orbite terrestre, l’unité astronomique est à l’origine de la définition du parsec, celui-ci étant défini comme la distance à laquelle une unité astronomique sous-tend un angle d’une seconde d'arc.
C’est une unité extérieure au Système international (SI), mais d’usage courant en astronomie et dont l'usage est accepté avec le SI.
Distances à l’intérieur du Système solaire
Distance moyenne des planètes du Système solaire au Soleil
- Mercure : Modèle:Unité
- Vénus : Modèle:Unité
- Terre : Modèle:Unité
- Mars : Modèle:Unité
- Jupiter : Modèle:Unité
- Saturne : Modèle:Unité
- Uranus : Modèle:Unité
- Neptune : Modèle:Unité
(Ces valeurs sont arrondies au centième près.)
Autres distances moyennes au Soleil
- Mars - Phobos : Modèle:Unité
- Pluton - Charon : Modèle:Unité
- Mars - Deimos : Modèle:Unité
- Eris - Dysnomie : Modèle:Unité
- Hauméa - Hiʻiaka : Modèle:Unité
- 2005 HC4 : de Modèle:Unité
- Ceinture d'astéroïdes : Modèle:Unité<ref>Thérèse Encrenaz Modèle:Et al., Le Système solaire, Modèle:Éd. EDP/CNRS, 2003, Modèle:P., extrait en ligne.</ref>
- (4) Vesta : Modèle:Unité
- (3) Junon : Modèle:Unité
- (1) Cérès : Modèle:Unité
- (2) Pallas : Modèle:Unité
- Pluton : de Modèle:Unité
- Ceinture de Kuiper : de Modèle:Unité
- (136108) Hauméa : de Modèle:Unité
- (136199) Éris : de Modèle:Unité
- (136472) Makémaké : de Modèle:Unité
- Sonde Modèle:Nobr : Modèle:Unité (au Modèle:Date-)
- Sonde Modèle:Nobr : Modèle:Unité (au Modèle:Date-)
- Nuage de Oort : environ Modèle:Unité
Histoire
La distance moyenne de la Terre au Soleil a été estimée dès l'Antiquité. D'après Archimède, Aristarque de Samos aurait estimé la distance moyenne de la Terre à Modèle:Unité le rayon de la Terre. Sur les dimensions et des distances du Soleil et de la Lune, attribué à Aristarque, permet d'obtenir une estimation comprise entre Modèle:Unité le rayon de la Terre. En réalité, la Terre se trouve à environ Modèle:Unité terrestres du Soleil.
Notes et références
Notes
Références
Voir aussi
Articles connexes
- Table des constantes astrophysiques
- Transit de Vénus, une méthode classique de mesure de l’unité astronomique
