Jak daleko je Země od Slunce? Co je astronomická jednotka

Vzdálenost Země od Slunce je v průměru 149 597 870 km. Tato vzdálenost se také nazývá astronomická jednotka neboli AU. Tato jednotka se používá k měření vzdáleností v celé naší sluneční soustavě. 

Eliptická oběžná dráha

Jednotka AU tedy vyjadřuje průměrnou vzdálenost Země od Slunce. Země vykoná úplný oběh kolem Slunce každých 365,25 dne cože je jeden rok. Oběžná dráha Země však není dokonalý kruh, má tvar spíše podobný oválu nebo elipsey Podle NASA se Země v průběhu roku někdy přibližuje ke Slunci a někdy se od něj naopak vzdaluje. 

Největší přiblížení Země ke Slunci, tzv. perihelium, nastává začátkem ledna a Země se přiblíží ke slunci na 146 milionů km, tedy jen o něco méně než 1 AU. Největší vzdálenost Země od Slunce se nazývá afélium. Nastává vždy na začátku července a země se v tuto dobu nachází od Slunce ve vzdálenosti 152 milionů km, tedy něco málo přes 1 AU.

Staré výpočty vzdálenosti

Historicky prvním člověkem, který změřil vzdálenost ke Slunci, byl řecký astronom Aristarchos kolem roku 250 př. n. l. K měření velikosti a vzdálenosti Slunce a Měsíce použil fáze Měsíce. 

Během půlměsíce by měla tři nebeská tělesa svírat pravý úhel. Měřením úhlu u Země mezi Sluncem a Měsícem určil, že Slunce je od planety vzdáleno 19krát více než Měsíc, a je tedy 19krát větší. Ve skutečnosti je Slunce asi 400krát větší než Měsíc.

Ačkoliv byl Aristarchosův výpočet nepřesný, poskytl jednoduchou představu o velikostech a vzdálenostech těchto tří těles, což ho vedlo k závěru, že Země obíhá kolem Slunce, a to přibližně 1 700 let předtím, než Mikuláš Koperník navrhl svůj heliocentrický model sluneční soustavy.

Aristarchovo měření bylo podle Cornellovy univerzity pravděpodobně chybné. Tato univerzita to zdůvodňuje to tím, že je obtížné přesně určit středy Slunce a Měsíce. Zadruhé je těžké přesně určit, kdy je Měsíc v polovině úplňku.

V roce 1672 Giovanni Cassini použil pro zjištění vzdálenost Země k Marsu a vzdálenosti Země ke Slunci metodu paralaxe neboli úhlového rozdílu. Zatímco sám zůstal v Paříži, vyslal svého kolegu Jeana Richera do Francouzské Guyany. Současně provedli měření polohy Marsu vůči hvězdám na pozadí a tato měření triangulovali se známou vzdáleností mezi Paříží a Francouzskou Guyanou. Jakmile zjistili vzdálenost Marsu, mohli vypočítat i vzdálenost ke Slunci. Jeho metody byly vědecky podloženější, a díky tomu se mu také dostalo většího uznání.

„Vyjádření vzdáleností v astronomické jednotce umožnilo astronomům překonat obtíže s měřením vzdáleností v nějaké fyzikální jednotce,“ 

Nová definice astronomické jednotky vzdálenosti

S příchodem kosmických sond a radarů se objevily přesnější metody pro přímé měření vzdálenosti Země od Slunce. Dosavadní definice AU zněla: „poloměr neporušené kruhové newtonovské dráhy kolem Slunce částice o nekonečně malé hmotnosti, která se pohybuje středním pohybem 0,01720209895 radiánů za den, známá také jako Gaussova konstanta. 

Kromě toho, že tato definice zbytečně ztěžuje práci profesorům astronomie, se ve skutečnosti neshoduje s obecnou teorií relativity. Podle staré definice by se hodnota AU měnila v závislosti na poloze pozorovatele ve sluneční soustavě. Pokud by pozorovatel na Jupiteru použil starou definici k výpočtu vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem, měření by se lišilo od měření na Zemi asi o 1 000 metrů.

Navíc Gaussova konstanta závisí na hmotnosti Slunce, a protože Slunce při vyzařování energie ztrácí hmotnost, hodnota AU se měnila spolu s ním.

Mezinárodní astronomická unie v srpnu 2012 odhlasovala změnu definice astronomické jednotky na obyčejné staré číslo: 149 597 870 700 metrů. Měření je založeno na rychlosti světla, tedy na pevně dané vzdálenosti, která nemá nic společného s hmotností Slunce. Metr je definován jako vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu za 1/299 792 458 sekundy.

„Nová definice je mnohem jednodušší než ta stará,“ řekl astronom Sergej Klioner z Technické univerzity v Drážďanech v Německu. Klioner i Capitaine byli členy skupiny Mezinárodní astronomické unie, která pracovala na zpřesnění definice.

Vzdálenosti napříč sluneční soustavou

Slunce je srdcem sluneční soustavy. Všechna tělesa sluneční soustavy – planety, asteroidy, komety kolem něj obíhají v různých vzdálenostech. 

Merkur, planeta, která je Slunci nejblíže, se na své eliptické dráze přibližuje až na 47 milionů km, zatímco objekty v Oortově oblaku, ledovém obalu sluneční soustavy, se podle odhadů nacházejí až na vzdálenost 15 bilionů km.

Vše ostatní se nachází mezi nimi. Například Jupiter je od Slunce vzdálen 5,2 AU. Neptun je od Slunce vzdálen 30,07 AU. 

Vzdálenost k nejbližší hvězdě, Proximě Centauri, je podle NASA asi 268 770 AU. Pro měření větších vzdáleností však astronomové používají světelné roky neboli vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden pozemský rok, což se rovná 63 239 AU. Proxima Centauri je tedy vzdálená asi 4,25 světelného roku.