Đơn vị đo lường trong thiên văn học

Sample imageCác đơn vị đo lường  dùng trong thiên văn

 

 

 

 

 

 

Đơn vị thiên văn

Đơn vị thiên văn là một đơn vị độ dài qui ước được dùng trong thiên văn học để đo các khoảng cách trong không gian. Độ dài của đơn vị này là khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời, nghĩa là khoảng 150 triệu km (chính thức là 149.597.870,691 km).

Đơn vị thiên văn thường được viết tắt như ua (tiếng Pháp: unité astronomique), hay AU hoặc au (tiếng Anh: astronomical unit).

Dặm là quá nhỏ để dùng đo khoảng cách trong Hệ Mặt Trời và Năm ánh sáng cũng quá lớn so với Hệ Mặt Trời nên người ta thường sử dụng Đơn vị thiên văn cho các khoảng cách trong Hệ Mặt Trời. Khoảng cách giữa Mặt Trời và hành tinh lùn Diêm Vương Tinh là 40 đơn vị thiên văn (40 AU).

Ví dụ

Những khoảng cách sau đây là khoảng cách trung bình. Khoảng cách giữa các thiên thể thay đổi vì qũy đạo và các nhân tố của chúng.

• Từ Trái Đất đến Mặt Trời là bằng 1.00 ± 0.02 AU
• Từ Mặt Trăng đến Trái Đất bằng 0.0026 ± 0.0001 AU
• Từ Sao Hoả đến Mặt Trời bằng 1.52 ± 0.14 AU

Giây ánh sáng

Giây ánh sáng (tiếng Anh: light second) là đơn vị dùng trong thiên văn học và cách ngành liên quan, diễn tả khoảng cách không gian mà quang tử di chuyển được trong một giây trong chân không, tương ứng với 299.792.458 m.

Một số khoảng cách đo bằng giây ánh sáng

* Đường kính Trái Đất bằng 0,0425 giây ánh sáng,
* khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trăng bằng 1,282 giây ánh sáng,
* đường kính Mặt Trời khoảng 4,643 giây ánh sáng,
* khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời khoảng 499 giây ánh sáng.

Phút ánh sáng

Phút ánh sáng (tiếng Anh: light minute) là đơn vị dùng trong thiên văn học và cách ngành liên quan, diễn tả khoảng cách không gian mà quang tử di chuyển được trong một phút trong chân không, tương ứng với 17.987.547.480 m.

Ví dụ: Khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trời bằng 8,317 phút ánh sáng.

Giờ ánh sáng

Giờ ánh sáng (tiếng Anh: light hour) là đơn vị dùng trong thiên văn học và cách ngành liên quan, diễn tả khoảng cách không gian mà quang tử di chuyển được trong một giờ trong chân không, mỗi giờ 3.600 giây, như vậy một giờ ánh sáng ứng với chiều dài 1.079.252.848.800 m.

Ví dụ: bán trục lớn của quỹ đạo Diêm Vương Tinh có chiều dài 5,476 giờ ánh sáng.

Ngày ánh sáng

Ngày ánh sáng (tiếng Anh: light day) là đơn vị dùng trong thiên văn học và cách ngành liên quan, diễn tả khoảng cách không gian mà quang tử di chuyển được trong một ngày trong chân không, mỗi ngày 86.400 giây, như vậy một ngày ánh sáng ứng với chiều dài 25.902.068.371.200 m.

Đơn vị ngày ánh sáng rất ít khi được sử dụng, vì chỉ có vài thiên thể nằm trong vùng kích thước này. Ví dụ: đám mây Oort nằm quanh Mặt Trời ở khoảng cách từ 290 đến 580 ngày ánh sáng. Ngoài ra, quĩ đạo các thiên thể thuộc vành ngoài của Hệ Mặt Trời có thể tính bằng ngày ánh sáng hay giờ ánh sáng, ngược lại các khoảng cách liên sao đã dùng kích thước năm ánh sáng.


The yellow shell indicating one light-day distance from the Sun compares in size with the positions of Voyager 1 and Pioneer 10 (red and green arrows respectively). It is larger than the heliosphere's termination shock (blue shell) but smaller than Comet Hale-Bopp's orbit (faint orange ellipse below).

 

Tuần ánh sáng

 

Tuần ánh sáng (tiếng Anh: light week) là đơn vị dùng trong thiên văn học và cách ngành liên quan, diễn tả khoảng cách không gian mà quang tử di chuyển được trong một tuần trong chân không. Trong đó mỗi tuần có 7 ngày, mỗi ngày 86.400 giây, như vậy một tuần ánh sáng ứng với chiều dài 181.314.478.598.400 m.

 

Đơn vị tuần ánh sáng rất ít khi được sử dụng, vì chỉ có vài thiên thể nằm trong vùng kích thước này. Ví dụ: đám mây Oort nằm quanh Mặt Trời ở khoảng cách từ 41 đến 82 tuần ánh sáng. Ngoài ra, quĩ đạo các thiên thể thuộc vành ngoài của Hệ Mặt Trời có thể tính bằng ngày ánh sáng hay giờ ánh sáng, ngược lại các khoảng cách liên sao đã dùng kích thước năm ánh sáng.

 

Tháng ánh sáng

 

Tháng ánh sáng (tiếng Anh: light month) là đơn vị dùng trong thiên văn học và cách ngành liên quan, diễn tả khoảng cách không gian mà quang tử di chuyển được trong một tháng trong chân không. Trong đó mỗi tháng có 30 ngày, mỗi ngày 86.400 giây, như vậy một tháng ánh sáng dài 777.062.051.136.000 m.

 

Đơn vị tháng ánh sáng rất ít khi được sử dụng, vì chỉ có vài thiên thể nằm trong vùng kích thước này. Ví dụ: đám mây Oort nằm quanh Mặt Trời ở khoảng cách từ 10 đến 20 tháng ánh sáng, hoặc kích thước nhân một số thiên hà hoạt động là quasar, chỉ khoảng 1 tháng ánh sáng. Ngoài ra, quĩ đạo các thiên thể thuộc vành ngoài của Hệ Mặt Trời có thể tính bằng ngày ánh sáng hay giờ ánh sáng, ngược lại các khoảng cách liên sao đã dùng kích thước năm ánh sáng.

 


Mặt cầu lớn bên ngoài thể hiện 1 tháng ánh sáng tính từ Mặt Trời và đường elip màu cam nhỏ là quỹ đạo của sao chổi Hyakutake.

 

Năm ánh sáng

 

Năm ánh sáng (tiếng Anh: light-year; viết tắt: ly) là đơn vị đo khoảng cách được dùng chủ yếu trong thiên văn học, có giá trị bằng quãng đường mà ánh sáng vượt qua được trong chân không sau thời gian một năm Julius, ứng với 31.557.600 s.

 

Vì vận tốc ánh sáng trong chân không có giá trị khoảng 299 792 458 m.s-1, một năm ánh sáng ứng với khoảng:

 

* 9.460.730.472.580,8 km,
* 5.879.000.000.000 dặm,
* 63.241 AU,
* 0,3066 parsec.

 

Các so sánh

 

* 1 năm ánh sáng ≈ 9,46 pêtamét
* 1 parsec = 3,26 năm ánh sáng
* 1 năm ánh sáng = 63 241 đơn vị thiên văn

 

Một số kích thước tính bằng năm ánh sáng

 

* Sao gần nhất là Proxima Centauri ở khoảng cách 4,22 năm ánh sáng,
* Ngân Hà có bề ngang khoảng 100.000 năm ánh sáng,
* phần vũ trụ đã quan sát được có bán kính khoảng 13,7 tỷ năm ánh sáng (ứng với khoảng 130 yôtamét).

 

Parsec

 

Parsec (viết tắt pc) là đơn vị dài dùng trong thiên văn học, là thị sai của một giây cung.

 

Đây là đơn vị xuất phát từ phương pháp hình học thị sai, được sử dụng lâu đời và thường dùng nhất để xác định khoảng cách các sao. Góc nhìn từ sao lên bán kính trung bình của quỹ đạo Trái Đất bay quanh Mặt Trời (1AU) là thị sai, từ đó parsec được định nghĩa là khoảng cách từ Trái Đất đến sao khi thị sai ngôi sao là một giây.

 

Tổng quát hơn, parsec là khoảng cách mà từ đó ta nhìn thấy hai vật thể cách nhau 1 AU dưới góc 1 giây cung. Như vậy các giá trị tương ứng của nó là:

 


(ly = light year = năm ánh sáng).


Các nhà thiên văn học thường dùng đơn vị parsec thay cho đơn vị năm ánh sáng (ly) ngoài ý nghĩa lịch sử còn để tránh dùng các tham số chuyển đổi khác (như đơn vị thiên văn AU) có thể gây thêm phức tạp cho tính toán.

Việc đo đạt khoảng cách sao trực tiếp được Friedrich Wilhelm Bessel tiến hành vào năm 1838 khi đó ông đo khoảng cách của sao 61 Cygni thuộc chòm Thiên Nga, dựa trên đường kính quỹ đạo Trái Đất quanh Mặt Trời.

Tuy parsec đã được dùng từ lâu, mãi đến 1913 báo chí thiên văn học mới nói đến việc cần thiết phải đặt tên cho đơn vị khoảng cách này. Tác giả bài báo này, ông Frank Watson Dyson đề nghị tên gọi astron, Carl Charier đề nghị siriometer. Kết cục ý kiến của Herbert Hall Turner là parsec đã được chọn(par-allax sec-ond).


Định nghĩa đơn vị parsec. Theo ảnh, nếu gọi khoảng cách giữa thiên thể quan sát cách Mặt Trời là a = 1pc, khoảng cách giữa Mặt Trời và Trái Đất là b = 1 AU, theo định nghĩa thì góc đỉnh là 1″, vậy trong tam giác vuông Mặt Trời – Trái Đất – thiên thể:






Không có một ngôi sao nào có thị sai năm lớn hơn 1″, sao gần nhất Trái Đất là Proxima Centauri có thị sai 0,772″ hay 1,295 pc = 4,225 ly.

 

Do chuyển động Trái Đất quanh Mặt Trời vô cùng nhỏ so với khoảng cách đến các sao, các giá trị thị sai cũng vô cùng nhỏ. Việc đo đạc khoảng cách bằng thị sai chỉ có độ tin cậy ở các khoảng cách nhỏ hơn 325 ly tương ứng với thị sai 1/100″ hay 100 pc. Để tăng độ tin cậy thị sai, việc đo đạt khoảng cách các thiên thể xa đã được vệ tinh nhân tạo đảm nhiệm. Trong thời gian từ 1989 đến 1993, vệ tinh Hipparcos do ESA phóng vào năm 1989 đã đo thị sai của hơn 100 000 ngôi sao với độ chính xác 0,97/1000″ và đo đạt các khoảng cách khoảng 1000 pc.

 

NASA có ý định phóng vệ tinh FAME vào năm 2004 nhằm đo thị sai của khoảng 40 triệu sao, nhưng đến năm 2002 NASA ngừng kinh phí cho kế hoạch này. Vệ tinh GAIA của ESA trong dự kiến sẽ được phóng vào mùa hè năm 2012 để đo khoảng cách các sao nằm ở tâm Ngân Hà trong chòm sao Sagittarius cách Trái Đất 8000 pc.

 

Các bội số

 

Các bội số thường dùng của parsec:

 

* 1 kpc = 10^3 pc
* 1 Mpc = 10^6 pc
* 1 Gpc = 10^9 pc



Megaparsec

 

Megaparsec (Mpc) là đơn vị đo chiều dài thiên văn học, có độ lớn bằng 1000000 pc, thường được dùng trong thiên văn học liên thiên hà.

 

Hoán chuyển đơn vị

 

1 Mpc = 1000 kpc = 1000000 pc
1 Mpc = 3,26.10^6 ly
1 Mpc = 3.086,10^22m

 

Một số khoảng cách tính bằng Mpc

 

Khoảng cách Hệ mặt trời đến tâm Ngân Hà: 0,009 Mpc
Đường kính Ngân Hà: 0,02 Mpc
Khoảng cách đến thiên hà Andromeda: 0,6 Mpc
Khoảng cách đến cụm sao Virgo: 17 Mpc - 22 Mpc
Khoảng cách đến thiên hà RXJ1242-11 : 200 Mpc

 

Chuyển đổi giữa các đơn vị dài dùng trong thiên văn học

 Phan Thanh Hiền (PAC)

 

Tin diễn đàn

Mỗi ngày một ảnh thiên văn Sample image Mỗi ngày tại địa chỉ này sẽ cập nhật một ảnh thiên văn từ đó chúng ta có thể biết.
Cuộc thi tên lửa nước 2012 Sample image Hội thiên văn nghiệp dư Hà Nội thông báo về cuộc thi tên lửa nước 2012
Lớp học kính thiên văn Sample image Lớp học kính thiên văn Hội thiên văn nghiệp dư Hà Nội tổ chức năm 2012 .
  • Bài viết mới

  • Bài đọc nhiều

  • Tin đáng chú ý

Video về Mặt Trăng từ lúc hình thành cho đến bây giờ.

LỊCH ÂM DƯƠNG

Liên kết