Unité astronomique

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L’unité astronomique (UA, au, AU ou le symbole ua recommandé par l’Union astronomique internationale[1]) est une unité utilisée pour mesurer les distances, surtout entre les objets du Système solaire ou entre ceux situés dans d'autres systèmes planétaires. Elle est historiquement basée sur la distance entre la Terre et le Soleil et a été créée en 1958.

Lors de la 28e Assemblée générale de l’Union astronomique internationale, tenue fin août 2012 à Pékin, en Chine, l’unité astronomique est définie comme valant exactement 149 597 870 700 m (valeur fixe recommandée)[2] (soit 4,8481×10−6 pc[note 1], ou 15,812×10-6 al). Une année-lumière vaut donc approximativement 63 241 UA.

Précision de la définition[modifier | modifier le code]

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 le demi-grand axe de l’orbite terrestre, qui correspond à 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, mais le symbole « ua » était recommandé par le Bureau international des poids et mesures, la norme internationale ISO/IEC 80000 et l’Union astronomique internationale. Cependant, lors de la 28e Assemblée générale de l’Union astronomique internationale mentionnée précédemment, on a recommandé que le symbole « au » soit dorénavant le seul à être utilisé pour désigner l’unité astronomique.

En 1976, elle a été définie de manière descriptive comme la distance au Soleil d’une particule de masse négligeable[note 2] sur une orbite non perturbée et qui aurait une période orbitale de 365,2568983 jours (une année gaussienne). Cette première définition officielle explicite de l’unité astronomique, « L’unité astronomique de longueur ou unité de distance (A) est la longueur pour laquelle la constante de Gauss (k) prend la valeur 0.017 202 098 95 quand les unités de mesure sont les unités astronomiques de longueur, de masse et de temps. Les dimensions de k2 sont celles de la constante de la gravitation (G), c.-à-d. L3M-1T-2 », prend en compte l'évolution des mesures des distances, l’utilisation de k pour définir l’unité astronomique ayant été en usage depuis le XIXe siècle avant de devenir officielle en 1938[3].

Valeur mesurée[modifier | modifier le code]

Ces définitions, combinées à des observations radar et au suivi des sondes spatiales, ont permis d’évaluer l’unité astronomique à 149 597 870,700 ± 0,003 km.

Par vulgarisation, on considère qu’une unité astronomique mesure environ 150 millions de kilomètres. Cela représente un parcours d’une durée d’un peu plus de 8 minutes à la vitesse de la lumière.

Augmentation séculaire[modifier | modifier le code]

Les astronomes Georgij A. Krasinsky (en) et Victor A. Brumberg (en) 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 15 mètres par siècle[4]. Comme dans le cas de la Lune qui s'éloigne de la Terre, ce phénomène est induit par les effets des marées qui ralentissent la rotation du Soleil et éloignent en conséquence progressivement les planètes afin de conserver le moment cinétique total du système.

Valeur exacte[modifier | modifier le code]

Lors de la 28e Assemblée générale de l’Union astronomique internationale, tenue fin août 2012 à Pékin, en Chine, l’unité astronomique est définie comme valant exactement 149 597 870 700 m[2]. Cela représente un parcours d’une durée de 499 s (soit 8 min 19 s) à la vitesse de la lumière dans le vide[5].

Utilisation[modifier | modifier le code]

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.

Distances à l’intérieur du Système solaire[modifier | modifier le code]

Distance moyenne des planètes du Système solaire au Soleil[modifier | modifier le code]

(Ces valeurs sont arrondies au centième près.)

Autres distances au Soleil[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes
  1. Le parsec étant défini à partir de l’unité astronomique, le rapport entre ces deux unités est indépendant de la valeur choisie pour l’ua.
  2. 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.
Références
  1. (en) Bureau International des Poids et Mesures, The International System of Units (SI),‎ 2006 (ISBN 92-822-2213-6, lire en ligne), p. 126
  2. a et b [PDF] http://www.iau.org/static/resolutions/IAU2012_English.pdf
  3. [PDF] « Standards numériques en Astronomie fondamentale »
  4. Georgij A. Krasinsky et Victor A. Brumberg, Secular Increase of Astronomical Unit from Analysis of the Major Planet Motions, and its Interpretation, Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, n° 90, pages 267–288, 2004.
  5. La vitesse de la lumière dans le vide est constante dont la valeur est fixée à exactement 299 792 458 m/s. 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 est 149 597 870 700 m ÷ 299 792 458 m/s = 499,004 783 836 156 411 913 471 152 099… s.
  6. Thérèse Encrenaz et alii, Le Système solaire, éd. EDP/CNRS, 2003, p. 274, extrait en ligne

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]