Rob's web

Astronomische afstanden

Astronomische afstandsmeting gebeurt op indirecte wijze, omdat de afstanden zo groot zijn. Afhankelijk van de afstand tot de aarde worden er verschillende meetmethodes gebruikt.

Afstand tot de maan

De afstand tot de maan is tot op een millimeter nauwkeurig gemeten door de looptijd van een laser (licht)bundel. De bemanning van Apollo 11 en ook latere bezoekers van de maan hebben er retroreflectors neergezet, dit zijn kubushoeken die licht terugkaatsen in de richting van waaruit het komt.

Astronomische eenheid

De astronomische eenheid (AE, Engels: AU) is een afstandsmaat die vrijwel gelijk is aan de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon. Een astronomische eenheid is ongeveer gelijk aan 150 miljoen kilometer; de meest recente metingen geven als precieze waarde: 149 597 870 691 meter (± 6 meter). Deze maat wordt in de astronomie gebruikt om afstanden in de ruimte aan te duiden, waardoor deze worden vergeleken met de "straal" van de baan van de aarde om de zon.

Waar de grootste nauwkeurigheid nodig is, zoals in de interplanetaire ruimtevaart, zou een omschrijving "gemiddelde afstand aarde-zon" te weinig houvast geven. De aardbaan vervormt namelijk geleidelijk, onder invloed van de aantrekkingskracht van de andere planeten. Momenteel is de gemiddelde afstand aarde-zon ongeveer 16 km groter dan een astronomische eenheid, en die waarde vermindert met ongeveer 80 meter per jaar - de aardbaan "krimpt" (dit zijn gemiddelden over enkele eeuwen). Een complicatie is ook dat de aardbaan geen cirkel is maar een ellips, waardoor de afstand aarde-zon behoorlijk varieert.

In de sterrenkunde is de astronomische eenheid daarom anders gedefinieerd, en wel via de derde wet van Kepler: Stel je een virtueel object met een infinitesimale massa voor dat in een cirkelbaan om de zon draait. De hoeksnelheid zal afhangen van de baanstraal. Als de hoeksnelheid exact 0,01720209895 radialen per dag bedraagt (= k, de zogeheten gravitatieconstante van Gauss), heeft de baan per definitie een straal van 1 AE.

Parsec

De parsec (meervoud: parsecs, afkorting: pc) is een afstandsmaat die gebruikt wordt in de astronomie. De naam parsec is afgeleid van de termen parallax en boogseconde.

Definitie

De parsec is de afstand die men vanaf de zon de ruimte moet ingaan, om de gemiddelde afstand Aarde - zon onder een hoek van één boogseconde te zien.

Parsec

Vanaf de bewegende Aarde gezien zal een ster oscilleren aan de hemel. Elke zes maanden 'beweegt' een ster op een afstand van één parsec zich schijnbaar over een hoek van twee boogseconden. Welke zes maanden dat zijn, varieert met de plaats aan de hemel. Voor sterren die staan op een lijn loodrecht op het omwentelingsvlak van de aarde om de zon, maakt het niet uit welke zes maanden gekozen worden, elke periode van zes maanden zal een verschuiving van twee boogseconden opleveren (alleen in een andere richting). Van dit verschijnsel maken astronomen gebruik om de afstand tot de dichtstbijzijnde sterren te bepalen. Men kan het resultaat van de meting, in boogseconden, dus direct herleiden naar een afstand in parsec. Zie Astronomische afstandsmeting.

Waarde van de parsec

De gemiddelde afstand van de aarde tot de zon is gelijk aan 1 AE (astronomische eenheid) = 149 597 870 691 meter. Deze afstand wordt onder een boogseconde gezien vanaf een afstand van één parsec = 3,085 677 580 666 31 × 1016 m, ofwel 3,26 lichtjaar = ongeveer 206 264,806 2 AE.

Gebruik van de parsec

Om historische en praktische redenen gebruiken astronomen vaker de parsec dan het lichtjaar om afstanden aan te duiden. De parsec en het lichtjaar zijn geen SI-eenheden. De parsec is echter wel toegelaten.

Lichtjaar

Een lichtjaar, symbool lj, (Engels: lightyear, symbool: ly) is een lengtemaat die wordt gebruikt in de astronomie. Een lichtjaar de afstand die licht in vacuüm aflegt in een periode van één jaar volgens de aardse kalender. Een lichtjaar is dus geen eenheid van tijd, zoals de naam lijkt te suggereren.

Om precies te zijn is een lichtjaar gedefinieerd als de afstand die een foton zou afleggen in vrije ruimte, oneindig ver weg van elk zwaartekrachtsveld en magnetisch veld in één Juliaans jaar (365,25 dagen van elk 86 400 seconden). Doordat de lichtsnelheid in vacuüm per definitie exact gelijk is aan 299 792 458 m/s is een lichtjaar exact gelijk aan 9 460 730 472 580 800 m, afgerond 1 × 1016 meter, 10 petameter of 10 biljoen kilometer. Een lichtjaar is ook ongeveer gelijk aan 63 241 astronomische eenheden (AE).

Het lichtjaar wordt vaak gebruikt om de afstand tot sterren, sterrenstelsels en andere objecten in het heelal aan te duiden. In de astronomie wordt voor zulke afstanden echter vaker de parsec gebruikt, die gedefinieerd is als de afstand op welke een object een parallax van één boogseconde genereert als het geobserveerde object zich één astronomische eenheid zou verplaatsen loodrecht op de zichtlijn van de waarnemer. Een parsec is ongeveer gelijk aan 3,26 lichtjaar. De voorkeur wordt gegeven aan de parsec omdat deze gemakkelijker kan worden afgeleid uit en vergeleken met gegevens uit observaties. Bij het algemene publiek buiten wetenschappelijke kringen wordt de eenheid lichtjaar echter vaker gebruikt.

Eenheden gerelateerd aan het lichtjaar zijn het lichtuur, de lichtminuut en lichtseconde, de afstand die het licht aflegt in vacuüm in respectievelijk een uur, een minuut en een seconde. Een lichtminuut is gelijk aan 17 987 547 480 meter, ofwel circa 18 miljoen kilometer. Een lichtseconde is (per definitie) 299 792 458 m.

Omrekeningen