Wszechświat jest ogromny, dlatego astronomowie wprowadzili odpowiednie jednostki odległości, aby łatwiej je wyrażać. Należą do nich: jednostka astronomiczna (AU), rok świetlny (ly) i parsek (pc).

Jednostka astronomiczna (ang. astronomical unit) – AU, au

1 jednostka astronomiczna (1 AU) to średnia odległość między Ziemią a Słońcem (1 AU = 149 597 870 km). Za pomocą tej jednostki określa się odległości w Układzie Słonecznym – jednostka jest bardzo obrazowa, pozwala wyobrazić sobie odległości do ciał niebieskich jako wielokrotność odległości Ziemia - Słońce. Światło potrzebuje na przebycie 1 AU ok. 8 minut i 20 sekund. Stałą wartość 1 AU (149 597 870 700 metrów) ustaliła Międzynarodowa Unia Astronomiczna podczas spotkania w Pekinie w drugiej połowie 2012 roku.

Przykładowe odległości:

• od Ziemi do Słońca - 1 AU,

• od Ziemi do Księżyca - 0,0026 AU,

• od Słońca do Marsa - 1,52 AU,

• od Słońca do Jowisza - 5,20 AU.

RVBYvIWHlj1cc

Schemat przedstawia odległość Ziemi od Słońca, Słońca od Wenus i Ziemi od Wenus. Słońce jest w centrum schematu. Wokół Słońca są dwa okręgi zaznaczone linią przerywaną. Na okręgu bliżej Słońca jest pomarańczowa kula - to Wenus. Na okręgu położonym dalej od Słońca jest niebiesko-zielona kula - to Ziemia. Odległość Słońca od Ziemi wynosi 1 AU. Odległość Słońca od Wenus wynosi 0,723 AU. Odległość Ziemi od Wenus wynosi 0,277 AU.

Rok świetlny (ang. light year) – ly

Rok świetlny to odległość, jaką przebywa światło w próżni w ciągu roku. Światło rozchodzi się z ograniczoną szybkością równą 299 792 458 m/s. W ciągu sekundy pokonuje więc ok. 300 000 km. W ciągu roku przebywa zatem:

365 (dni w roku) ×24 (godzin w dobie) ×60 (minut w godzinie) × 60 (sekund w minucie) × 300 000 (prędkość światła) = 946 800 000 000 km (przyjmujemy, że jest to ok. 9,5 bln km).

Ta odległość to właśnie 1 rok świetlny (1 ly). Odpowiada to ok. 63 239 AU. Skalą opartą na prędkości światła można opisać odległość do każdego, nawet najbardziej oddalonego w kosmosie ciała niebieskiego. Przykładowe odległości:

• odległość Ziemia – Księżyc: 1,3 sekundy świetlnej,

• odległość Ziemia – Słońce: 8 minut świetlnych,

• odległość do granic Układu Słonecznego: 11 godzin świetlnych,

• odległość do najbliższej gwiazdy (poza Słońcem) Proximy Centauri: 4,22 lat świetlnych,

• średnica naszej galaktyki (Drogi Mlecznej): 100 000 ly,

• odległość do Galaktyki Andromedy: 2,2 mld ly.

RGgsBbmpgCwR5

Ilustracja przedstawia rok świetlny. Po lewej stronie ilustracji jest żółta kula - to Słońce. Od Słońca biegnie skierowana w prawo strzałka. Na początku strzałki jest cyfra 0, pod koniec strzałki jest 365 dni. Nad strzałką jest napis: promień Słońca. Długość strzałki od 0 do 365 dni opisano jako rok świetlny.

Parsek – PC, pc

Odległość, z jakiej połowa wielkiej osi orbity ziemskiej (czyli 1 AU) jest widoczna jako łuk o długości 1 sekundy kątowej. W ciągu roku Ziemia okrąża Słońce po swojej orbicie i z Ziemi obserwujemy gwiazdy bliskie na tle gwiazd dalszych pod innym kątem latem, a pod innym zimą (zjawisko paralaksyparalaksaparalaksy). Gdy różnica w położeniu bliskiej gwiazdy latem i zimą wynosi 1 sekundę kątową (1/3600 stopnia), oznacza to, że znajduje się ona w odległości 1 parseka. To odległość równa 3,2616 ly, czyli 206 265 AU (30,9 bln km). Odległość wyrażona w parsekach jest odwrotnością paralaksy heliocentrycznej danego obiektu (wyrażonej w sekundach łuku).

R1KgFIAyprmNE

Ilustracja przedstawia Słońce z orbitą, na której znajduje się Ziemia. Od orbity Ziemi do środka Słońca poprowadzono czarną pionową strzałkę skierowaną w dwie strony. Od górnej części strzałki poprowadzono czerwoną strzałkę w prawo, prostopadłą do pionowej strzałki. Strzałka jest skierowana w dwie strony. Na końcu czerwonej strzałki biegnie w dół linia przerywana. Łączy się ona z linią biegnącą równolegle do czerwonej strzałki. Linię tę poprowadzono od środka Słońca. Pomiędzy tą linią a linią poprowadzoną od punktu zbiegania się strzałek czarnej i czerwonej jest linia biegnąca na skos. Tworzy ona z linią poprowadzoną od środka Słońca kat 1 bis. Nad czerwoną strzałką jest opis: Jeden parsek to odległość, dla której paralaksa roczna jest równa 1 sekundzie łuku. Z odległości 1 parseka promień orbity Ziemi jest widoczny pod kątem 1 sekundy łuku. Kolejny opis na schemacie: Stosuje się także wielokrotność parseka: 1 kiloparsek = 1 kpc = 1000 pc, 1 megaparsek = 1 Mpc = 1 000 000 pc.

Gwiazda znajduje się w odległości jednego parseka od Słońca, jeżeli jej paralaksa heliocentryczna wynosi 1 sekundę łuku. Gwiazda znajdująca się dwa razy dalej będzie miała paralaksę dwukrotnie mniejszą, a trzykrotnie dalej – trzykrotnie mniejszą. Dla przykładu paralaksa gwiazdy Aldebaran wynosi 0,05**″** (sekundy łuku) i jest 20 razy mniejsza od 1 sekundy łuku (1**″/0,05″**). To oznacza również, że odległość tej gwiazdy od Słońca jest 20 razy większa od odległości 1 parseka (pc), czyli wynosi 20 pc.

Redshift (z)

Jest to jednostka używana przez astronomów. Jej skala opiera się na założeniu, że ciało niebieskie tym dalej jest od nas, im szybciej się oddala. Jego szybkość oddalania się można wyznaczyć za pomocą efektu Dopplera (tak jak sygnał oddalającej się karetki jest niższy niż zbliżającej się, tak widmo oddalających się ciał niebieskich jest poczerwienione, a zbliżających się – bardziej niebieskie) – im większe przesunięcie ku czerwieni wykazuje obiekt, tym jest dalej. Najdalsze obiekty wykazują redshift o wartości 10 (z = 10).

Słownik