| 基準 | 天文単位 (au) | パーセク (pc) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 1.98532 × 10-12 au | 9.62511 × 10-18 pc |
| Average adult human height | 1.13638 × 10-11 au | 5.50932 × 10-17 pc |
| A football pitch (length) | 7.01882 × 10-10 au | 3.40282 × 10-15 pc |
| A marathon | 0.000000282056 au | 1.36745 × 10-12 pc |
| Height of Mount Everest | 0.0000000591519 au | 2.86777 × 10-13 pc |
天文単位は、ちょうど 149597870700 メートル、すなわち 1 億 5000 万キロメートル近くにあたる長さです。記号は au です。地球と太陽の平均距離にほぼ等しく、太陽系内の距離を表す標準的な尺度です。
この単位はもともと、固定した数値ではなく、その軌道上の関係によって定義されていました。かつての定義は、太陽を周回する仮想の天体の性質に結びつけられており、そのため値は万有引力定数に左右され、測定の精度が上がるたびに改められる必要がありました。国際天文学連合は 2012 年、天文単位を正確なメートル数として定めることでこの依存関係を断ち切りました。この変更は計算を簡単にし、物理定数が精密化されるたびに長さが動く単位という不都合を取り除きました。
その値を求めることは、観測天文学の大きな課題のひとつでした。太陽面を通過する金星を地球上の遠く離れた地点から観測すれば、三角測量で距離を求められます。1761 年、1769 年、1874 年、1882 年の通過に合わせて観測隊が組まれ、ジェームズ・クックの第 1 回太平洋航海は 1769 年の現象を軸に計画されました。1960 年代の金星へのレーダー測距が、最終的にどの光学的手法よりもはるかに高い精度でこの数値を確定しました。
この単位のおかげで太陽系の距離は把握しやすくなります。水星は 0.39 au、火星は 1.52 au、木星は 5.2 au、海王星は 30.1 au の距離を公転します。カイパーベルトはおよそ 50 au まで広がっています。人類がつくったもっとも遠い物体であるボイジャー 1 号は 165 au を超えました。光は 1 天文単位を進むのに約 499 秒かかるため、太陽までは 8 光分あまりということになります。
太陽系の外ではこの単位は扱いにくくなり、天文学者は光年とパーセクに切り替えます。1 パーセクは 206265 au です。
探査機の航法は、この単位が近似ではなく正確であることを前提にしています。外惑星への軌道は数十天文単位の距離にわたって計算されるため、単位そのものの長さの誤差はあらゆる位置計算に波及します。2012 年に値を固定したことで、ミッション計画に用いる暦表からこのずれの原因が取り除かれました。
1 天文単位は 149597870.7 キロメートル、およそ 9295.6 万マイルに等しくなります。
パーセクはおよそ 3.0857 × 1016 メートル、すなわち 3.26 光年にあたる距離の単位です。記号は pc です。専門の天文学における標準的な距離の単位であり、研究文献では光年よりもこちらが用いられます。
名称は「視差 1 秒」を縮めたもので、その定義は恒星の距離が実際にどう測られるかから直接に導かれます。地球が公転するにつれ、近くの恒星はより遠い背景に対してわずかに位置を変えて見えます。この 1 年間の動きの半分が、その星の年周視差の角度です。視差が 1 秒角である星までの距離が 1 パーセクです。関係は単純な逆数で、パーセクで表した距離は、秒角で表した視差の逆数になります。だからこそ観測者にとって扱いやすい単位なのです。測定値と結果のあいだに換算はいっさい要りません。
正式には、パーセクは 648000 を円周率で割った天文単位数と定義され、国際天文学連合が 2015 年にこの値を厳密に定めました。名称は 1913 年にハーバート・ホール・ターナーが提案したものです。
視差がまるまる 1 秒角に達するほど近い恒星は存在しません。もっとも近いプロキシマ・ケンタウリでも視差はおよそ 0.77 秒角で、距離は 1.3 パーセクです。扱う角度がきわめて小さいため、古代から探し求められていたにもかかわらず、視差の測定が成功したのは 1838 年のことでした。その後、探査機ガイアは 10 億を超える恒星の視差をマイクロ秒角の精度で測定しています。
より大きな尺度は倍量単位が受け持ちます。天の川銀河の差し渡しはおよそ 30 キロパーセクで、銀河団どうしの距離はメガパーセクに達します。ハッブル定数は慣例として、メガパーセクあたりの毎秒キロメートルで示されます。
この単位は、『スター・ウォーズ』でミレニアム・ファルコン号がある航路を 12 パーセク足らずで走破するという台詞によって広く知られています。時間が来るはずの場所に距離が置かれているわけです。
宇宙 論 は メガパーセク で働き、この単位に、その 中心 の 論争 の ひとつ での 役目 を与えます。宇宙 の 広がる 速さ である ハッブル 定数 は、1 メガパーセク あたり の 毎秒 キロメートル で示されます。1 メガパーセク 先 の 銀河 は 毎秒 およそ 七十 キロメートル で遠ざかり、2 メガパーセク 先 なら その 倍 です。宇宙 の 背景 の 放射 から の 測定 は 67 に近い 値 を、超 新星 と 変光 の 星 から の 測定 は およそ 73 を与えます。その 隔たり は、埋めよう とする 十 年 の 努力 に 耐えてきました。何 が この 食い違い を解くにせよ、それ は この単位で論じられるでしょう。
1 パーセクは 3.26156 光年、206265 天文単位、30 兆 8570 億キロメートルに等しくなります。