Unité astronomique

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L’unité astronomique (UA, ua, AU ou le symbole au 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 63 286 UA.

Sommaire

Précision de la définition [modifier]

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 apparait 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 temporelle de la distance Terre-Soleil (moyenne des distances sur une certaine durée).

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 ci-dessus, il a été 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].

Depuis 1996, la constante gravitationnelle héliocentrique est définie comme valant : (0,01720209895)2 au3⋅d-2[4].

Valeur mesurée [modifier]

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]

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[5]. 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]

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].

Utilisation [modifier]

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]

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

(Ces valeurs sont arrondies au centième près.)

Autres distances au Soleil [modifier]

Notes et références [modifier]

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. ↑ Conventions du SIRT (Service international de la rotation de la Terre et des systèmes de référence), D. D. McCarthy éd., Note technique 21, Observatoire de Paris, juillet 1996.
  5. ↑ Georgij A. Krasinsky and Victor A. Brumberg, Secular Increase of Astronomical Unit from Analysis of the Major Planet Motions, and its Interpretation Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 90: 267–288, (2004)
  6. ↑ Thérèse Encrenaz et alii, Le Système solaire, éd. EDP/CNRS, 2003, p. 274, extrait en ligne

Voir aussi [modifier]

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