Tähtitieteellinen yksikkö (AU) on Maan kiertoradasta johdettu pituusyksikkö. Alun perin AU määriteltiin maapallon radan geometriaan liittyväksi suureeksi (puoli‑suurakselin pituudeksi), mutta nykymääritelmä on tarkka, SI‑yksiköihin sidottu vakio. Perinteinen käsitys pitää AU:ta Maan ja Auringon välisten etäisyyksien keskimääräisenä arvona: se vastaa maapallon ellipsin pitkän akselin puolikasta eli radan puoli‑suurakselia.

Arvo ja virallinen määritelmä

Vuodesta 2012 lähtien kansainvälinen tähtitieteellinen unioni (IAU) määrittää AU:n tarkasti SI‑yksikkönä: 1 AU = 149 597 870 700 metriä (täsmälleen). Tämä vastaa noin 149,597,870.7 km eli noin 92,955,807.3 mailia. Aikaisemmin AU:n arvo oli sidottu aurinkokunnan­tasoisiin gravitaatio‑ ja orbitalaskelmiin, mutta nykyinen määritelmä poistaa epätarkkuudet ja tekee yksiköstä vakion.

Käyttö aurinkokunnassa ja esimerkkejä etäisyyksistä

AU on kätevä yksikkö kuvaamaan etäisyyksiä aurinkokunnassa ja viestimään planeettojen ja muiden kohteiden keskimääräisiä etäisyyksiä Auringosta. Esimerkkejä (noin‑arvoja puoli‑suurakselien mukaan):

  • Merkurius ~0,39 AU
  • Venus ~0,72 AU
  • Maa = 1 AU (määritelmän mukaisesti)
  • Mars ~1,52 AU (Marsin radan puoli‑suurakseli; perihelissä ja aphelissä etäisyys vaihtelee)
  • Jupiter ~5,20 AU
  • Saturnus ~9,58 AU
  • Uranus ~19,20 AU
  • Neptunus ~30,05 AU
  • Pluton kaavaillut keskimääräiset etäisyydet ~39,5 AU (kuiperin vyöhyke alkaa noin 30 AU:n tienoilla)

Tähtitieteilijät käyttävät AU:ta tavallisesti, kun puhutaan aurinkokunnan sisäisistä etäisyyksistä, koska luvut pysyvät helposti käsiteltävinä verrattuna metreihin tai kilometreihin.

Valon kulkuaika ja yhteys muihin yksiköihin

Valon nopeudella kulku AU:n matka kestää noin 499,00478 sekuntia, eli noin 8,316746 minuuttia (noin 8 min 19 s). Tämän vuoksi AU:ta käytetään myös keskusteltaessa viiveistä tutkavastaanotoissa ja planeettojen välisestä signaaliviiveestä.

AU liittyy myös muihin tähtitieteellisiin yksiköihin: 1 parsec on määritelmän mukaan noin 206 264,806 AU, mikä perustuu parallaxin geometriaan (yhden kaarisekunnin parallaksi tarkoittaa yhtä parsecia).

Miksi AU uudelleenmääriteltiin?

Perinteinen AU‑määritelmä oli sidottu Maan radan liikekonstantteihin ja riippui tarkemmista gravitaatiovakioiden ja planeettojen massasuhteiden arvoista. Täsmällinen SI‑määrittely (2012) teki yksiköstä muuttumattoman vakion, mikä helpottaa tarkkoja etäisyysmuunnoksia ja yhdistämistä muiden SI‑mittojen kanssa.

Käytännön huomioita

  • Kun halutaan tarkkoja metreihin pohjautuvia etäisyyksiä, käytetään AU:n virallista arvoa 149 597 870 700 m.
  • Lyhyemmillä astronomisilla etäisyyksillä (esim. planeettojen välisissä laskuissa) AU on kätevä ja intuitiivinen yksikkö.
  • Valon kulkuajan ilmoittaminen AU:na antaa suoran käsityksen viiveestä tiedonsiirrossa Maan ja kohteen välillä.