| Ångströms (Å) | Unités astronomiques (au) |
|---|---|
| 1 Ångström | 6.68458712227 × 10-22 au |
| 2 Ångströms | 1.33691742445 × 10-21 au |
| 3 Ångströms | 2.00537613668 × 10-21 au |
| 4 Ångströms | 2.67383484891 × 10-21 au |
| 5 Ångströms | 3.34229356113 × 10-21 au |
| 10 Ångströms | 6.68458712227 × 10-21 au |
| 20 Ångströms | 1.33691742445 × 10-20 au |
| 25 Ångströms | 1.67114678057 × 10-20 au |
| 50 Ångströms | 3.34229356113 × 10-20 au |
| 100 Ångströms | 6.68458712227 × 10-20 au |
| Référence | Ångströms (Å) | Unités astronomiques (au) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 2.97 × 109 Å | 1.98532 × 10-12 au |
| Average adult human height | 1.7 × 1010 Å | 1.13638 × 10-11 au |
| A football pitch (length) | 1.05 × 1012 Å | 7.01882 × 10-10 au |
| A marathon | 4.2195 × 1014 Å | 0.000000282056 au |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 1013 Å | 0.0000000591519 au |
L’ångström est une unité de longueur valant un dix-milliardième de mètre, soit 0,1 nanomètre. Il tire son nom d’Anders Jonas Ångström, le physicien suédois qui l’employa dans sa carte du spectre solaire de 1868. Son symbole est Å, une lettre empruntée à l’alphabet suédois.
L’ångström subsiste parce qu’il correspond à l’échelle des atomes. Un atome d’hydrogène a un rayon d’environ 0,5 Å. Une liaison simple carbone-carbone mesure à peu près 1,5 Å. Exprimer ces valeurs en nanomètres donne des décimales malcommodes ; cristallographes, spectroscopistes et biologistes structuraux continuent donc de préférer l’ancienne unité. Les structures de protéines déposées dans les bases publiques sont encore décrites par leur résolution en ångströms, et une structure résolue à mieux que 2 Å est jugée de grande qualité.
Les longueurs d’onde de la lumière visible tombent également dans une plage commode. Le rouge se situe vers 7000 Å et le violet vers 4000 Å. Les longueurs d’onde des rayons X se regroupent autour de 1 Å, ce qui explique précisément pourquoi la diffraction des rayons X révèle l’espacement atomique : la sonde et la cible ont la même taille.
L’ångström ne fait pas partie du Système international d’unités. Le BIPM le range parmi les unités admises avec le SI mais en déconseille les nouveaux emplois, préférant le nanomètre ou le picomètre. Cette recommandation a eu peu d’effet dans les domaines où l’unité est solidement installée. La fabrication des semi-conducteurs en offre une illustration nette. Les nœuds de gravure ont été désignés en nanomètres pendant des décennies mais, à mesure que les motifs rétrécissaient, l’industrie s’est mise à donner l’épaisseur de l’oxyde de grille en ångströms, et Intel a baptisé une génération de sa technologie l’ère Angstrom.
La lecture de la littérature scientifique ancienne demande de la prudence. Avant d’être rattaché au mètre, l’ångström était défini par rapport à une raie spectrale déterminée du cadmium, et les valeurs publiées au début du XXe siècle peuvent différer légèrement des valeurs actuelles. L’Union astronomique internationale adopta cette définition spectroscopique en 1907, et elle demeura en vigueur jusqu’à la redéfinition du mètre par rapport au krypton en 1960. L’écart est faible mais réel, et il compte lorsqu’on compare des mesures spectrales anciennes aux mesures d’aujourd’hui.
La conversion est immédiate. Un ångström équivaut à 10-10 mètre, 0,1 nanomètre ou 100 picomètres. Dix ångströms font un nanomètre.
L’unité astronomique est une longueur valant exactement 149 597 870 700 mètres, soit près de 150 millions de kilomètres. Son symbole est au. Elle approche la distance moyenne entre la Terre et le Soleil et constitue la mesure usuelle des distances à l’intérieur du système solaire.
L’unité était à l’origine définie par cette relation orbitale plutôt que par un nombre fixe. Les définitions antérieures la rattachaient aux propriétés d’un corps hypothétique en orbite autour du Soleil, si bien que sa valeur dépendait de la constante gravitationnelle et devait être révisée à mesure que les mesures s’affinaient. L’Union astronomique internationale mit fin à cette dépendance en 2012 en fixant l’unité astronomique à un nombre exact de mètres. Le changement simplifia les calculs et supprima un inconvénient : une unité dont la longueur se déplaçait chaque fois qu’une constante physique était précisée.
En déterminer la valeur fut l’un des grands problèmes de l’astronomie d’observation. Les passages de Vénus devant le disque solaire, observés depuis des points très éloignés du globe, permettaient de trianguler la distance. Des expéditions furent montées pour les passages de 1761, 1769, 1874 et 1882, et le premier voyage de James Cook dans le Pacifique fut organisé autour de celui de 1769. La télémétrie radar vers Vénus dans les années 1960 finit par établir le chiffre bien plus précisément que toute méthode optique.
L’unité rend les distances du système solaire lisibles. Mercure orbite à 0,39 au, Mars à 1,52 au, Jupiter à 5,2 au et Neptune à 30,1 au. La ceinture de Kuiper s’étend jusqu’à environ 50 au. Voyager 1, l’objet humain le plus éloigné, a dépassé 165 au. La lumière met environ 499 secondes à parcourir une unité astronomique, de sorte que le Soleil se trouve à un peu plus de huit minutes-lumière.
Au-delà du système solaire l’unité devient malcommode, et les astronomes passent aux années-lumière et aux parsecs. Un parsec vaut 206 265 au.
La navigation spatiale exige que l’unité soit exacte et non approchée. Les trajectoires vers les planètes externes se calculent sur des distances de plusieurs dizaines d’unités astronomiques, et une erreur sur la longueur de l’unité elle-même se propagerait à tous les calculs de position. Fixer la valeur en 2012 a supprimé cette source de dérive dans les éphémérides utilisées pour la préparation des missions.
Une unité astronomique équivaut à 149 597 870,7 kilomètres, soit environ 92,956 millions de milles.