Die Sonne ist das Herzstück des Sonnensystems. Alle Körper im Sonnensystem-Planeten, Asteroiden, Kometen usw. – drehen Sie sich in verschiedenen Abständen darum. Merkur, der der Sonne am nächsten gelegene Planet, kommt in seiner elliptischen Umlaufbahn bis zu 29 Millionen Meilen (47 Millionen Kilometer) nahe, während Objekte in der Oort-Wolke, der eisigen Hülle des Sonnensystems, bis zu 9,3 Billionen Meilen (15 Billionen km) liegen sollen. Aber wie groß ist der Abstand zwischen Erde und Sonne?,
Die Erde umkreist die Sonne 100.000 Mal näher als die Oort-Wolke mit durchschnittlich 92,955,807 Meilen (149,597,870 km). Die Entfernung von der Erde zur Sonne wird als astronomische Einheit oder AU bezeichnet, mit der Entfernungen im gesamten Sonnensystem gemessen werden.
Jupiter zum Beispiel ist 5,2 AE von der Sonne entfernt. Neptun ist 30.07 AU von der Sonne. Die Entfernung zum nächsten Stern, Proxima Centauri, beträgt laut NASA etwa 268.770 AE., Um jedoch längere Entfernungen zu messen, verwenden Astronomen Lichtjahre oder die Entfernung, die das Licht in einem einzigen Erdjahr zurücklegt, was 63.239 AU entspricht. Proxima Centauri ist also etwa 4,25 Lichtjahre entfernt.
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Elliptische Umlaufbahn
Die AU ist die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne., Die Erde macht alle 365,25 Tage — ein Jahr-eine vollständige Umdrehung um die Sonne. Die Erdumlaufbahn ist jedoch kein perfekter Kreis; es ist eher wie ein Oval oder eine Ellipse geformt. Im Laufe eines Jahres bewegt sich die Erde manchmal näher an der Sonne und manchmal weiter von der Sonne entfernt. Die nächste Annäherung der Erde an die Sonne, Perihel genannt, erfolgt Anfang Januar und beträgt etwa 91 Millionen Meilen (146 Millionen km), nur knapp 1 AU. Am weitesten von der Sonne entfernt, die die Erde bekommt, heißt Aphelion. Es kommt Anfang Juli und ist etwa 94,5 Millionen Meilen (152 Millionen km), etwas mehr als 1 AU.,
Entfernung finden
Historisch gesehen war der griechische Astronom Aristarchus um das Jahr 250 v. Chr. der erste, der die Entfernung zur Sonne maß.Er benutzte die Mondphasen, um die Größen und Entfernungen von Sonne und Mond zu messen. Während eines Halbmonds sollten die drei Himmelskörper einen rechten Winkel bilden. Durch die Messung des Erdwinkels zwischen Sonne und Mond bestimmte er, dass die Sonne 19 Mal so weit vom Planeten entfernt war wie der Mond und damit 19 mal so groß. Tatsächlich ist die Sonne etwa 400 mal größer als der Mond.,
„Die Messung von Aristarchus war wahrscheinlich aus, weil es erstens schwierig ist, die genauen Zentren von Sonne und Mond zu bestimmen, und zweitens ist es schwierig, genau zu wissen, wann der Mond halb voll ist“, sagt die Astronomie-Website der Cornell University.
Obwohl ungenau, Aristarchus lieferte ein einfaches Verständnis der Größen und Entfernungen der drei Körper, die ihn zu dem Schluss, dass die Erde um die Sonne geht, etwa 1.700 Jahre vor Nicolaus Kopernikus schlug sein heliozentrisches Modell des Sonnensystems.,
1653 berechnete der Astronom Christiaan Huygens die Entfernung von der Erde zur Sonne. Er benutzte die Phasen der Venus, um die Winkel in einem Venus-Erde-Sonne-Dreieck zu finden. Wenn zum Beispiel Venus halb von der Sonne beleuchtet erscheint, bilden die drei Körper aus der Erdperspektive ein rechtwinkliges Dreieck. Huygens erraten (richtig, zufällig) die Größe der Venus, war in der Lage, die Entfernung von der Venus zur Erde zu bestimmen, und zu wissen, dass Abstand, plus die Winkel durch das Dreieck gemacht, war er in der Lage, die Entfernung zur Sonne zu messen., Da Huygens ‚ Methode jedoch teilweise rätselhaft und nicht vollständig wissenschaftlich fundiert war, bekommt er normalerweise nicht den Kredit.
1672 verwendete Giovanni Cassini eine Methode mit Parallaxe oder Winkeldifferenz, um die Entfernung zum Mars zu ermitteln und gleichzeitig die Entfernung zur Sonne herauszufinden. Er schickte einen Kollegen, Jean Richer, nach Französisch-Guayana, während er in Paris blieb. Sie nahmen Messungen der Position des Mars relativ zu Hintergrundsternen vor und triangulierten diese Messungen mit der bekannten Entfernung zwischen Paris und Französisch-Guayana., Sobald sie die Entfernung zum Mars hatten, konnten sie auch die Entfernung zur Sonne berechnen. Da seine Methoden wissenschaftlicher waren, bekommt er normalerweise den Kredit.
„Das Ausdrücken von Entfernungen in der astronomischen Einheit ermöglichte es Astronomen, die Schwierigkeit zu überwinden, Entfernungen in einer physikalischen Einheit zu messen“, sagte die Astronomin Nicole Capitaine von der Pariser Universität Space.com. „Eine solche Praxis war viele Jahre lang nützlich, da Astronomen im Sonnensystem keine Entfernungsmessungen so genau durchführen konnten, wie sie Winkel messen konnten.,“
Neue Gleichung
Mit dem Aufkommen von Raumfahrzeugen und Radar entstanden genauere Methoden, um die Entfernung zwischen Erde und Sonne direkt zu messen. Die Definition von AU war „der Radius einer ungestörten kreisförmigen newtonschen Umlaufbahn um die Sonne eines Teilchens mit infinitesimaler Masse, das sich mit einer mittleren Bewegung von 0,01720209895 Radiant pro Tag bewegt (bekannt als Gaußsche Konstante).“
Zusammen mit der unnötigen Schwierigkeit für Astronomieprofessoren hat diese Definition tatsächlich nicht mit der allgemeinen Relativitätstheorie zu tun., Unter Verwendung der alten Definition würde sich der Wert von AU abhängig von der Position eines Beobachters im Sonnensystem ändern. Wenn ein Beobachter auf Jupiter die alte Definition verwendet, um den Abstand zwischen der Erde und der Sonne zu berechnen, würde die Messung von einer auf der Erde um etwa 1.000 Meter (3.280 Fuß) variieren.
Darüber hinaus hängt die Gaußsche Konstante von der Masse der Sonne ab, und weil die Sonne Masse verliert, wenn sie Energie ausstrahlt, änderte sich der Wert von AU damit.,
Die Internationale Astronomische Union hat im August 2012 beschlossen, die Definition der astronomischen Einheit auf eine einfache alte Zahl zu ändern: 149.597.870.700 Meter. Die Messung basiert auf der Lichtgeschwindigkeit, einer festen Entfernung, die nichts mit der Sonnenmasse zu tun hat. Ein Meter ist definiert als die Entfernung, die Licht im Vakuum in 1 / 299,792,458 Sekunden zurücklegt.
„Die neue Definition ist viel einfacher als die alte“, sagte der Astronom Sergei Klioner von der Technischen Universität Dresden in Deutschland., Sowohl Klioner als auch Capitaine waren beide Teil der International Astronomical Union Group, die daran arbeitete, die Definition zu verfeinern.
Zusätzliche Berichterstattung von Nola Taylor Redd, Space.com Beitrag.