Введение
Стандартная единица массы в астрономии
Солнечная масса — стандартная единица массы в астрономии, равная приблизительно 1,989 × 10³⁰ кг. Она примерно равна массе Солнца. Она часто используется для указания масс других звёзд, а также звёздных скоплений, туманностей, галактик и чёрных дыр. Это соответствует примерно двум нониллионам (американский счёт), двум квинтиллионам (европейский счёт) килограммов или 2000 кветтаграммов.
Солнечная масса примерно в 333 000 раз больше массы Земли или в 1047 раз больше массы Юпитера.
История измерений
Значение гравитационной константы впервые было получено из измерений, выполненных Генри Кавендишем в 1798 году с помощью торсионных весов. Полученное им значение отличается от современного всего на 1%, но было менее точным. Дневной параллакс Солнца был точно измерен во время прохождений Венеры по диску Солнца в 1761 и 1769 годах, что дало значение 9 (9 угловых секунд, по сравнению с современным значением 8.794148). По значению дневного параллакса можно определить расстояние до Солнца, исходя из геометрии Земли. Первым известным определением массы Солнца было определение Исаака Ньютона. В своей работе «Математические начала натуральной философии» (Principia, 1687) он оценил, что отношение массы Земли к массе Солнца составляет около . Позже он установил, что его значение основано на неверном значении солнечного параллакса, которое он использовал для оценки расстояния до Солнца. Он исправил свою оценку этого отношения до в третьем издании «Математических начал натуральной философии». Современное значение солнечного параллакса еще меньше, что дает оценку отношения масс в размере .
As a unit of measurement, the solar mass came into use before the AU and the gravitational constant were precisely measured. This is because the relative mass of another planet in the Solar System or the combined mass of two binary stars can be calculated in units of Solar mass directly from the orbital radius and orbital period of the planet or stars using Kepler's third law.
В качестве единицы измерения солнечная масса стала использоваться раньше, чем были точно измерены астрономическая единица и гравитационная константа. Это связано с тем, что относительную массу другой планеты в Солнечной системе или суммарную массу двух двойных звезд можно вычислить в единицах солнечной массы непосредственно из радиуса орбиты и периода обращения планеты или звезд, используя третий закон Кеплера.
As a unit of measurement, the solar mass came into use before the AU and the gravitational constant were precisely measured. This is because the relative mass of another planet in the Solar System or the combined mass of two binary stars can be calculated in units of Solar mass directly from the orbital radius and orbital period of the planet or stars using Kepler's third law.
Расчет
Масса Солнца не может быть измерена напрямую, поэтому она вычисляется на основе других измеримых величин, используя уравнение для орбитального периода небольшого тела, обращающегося вокруг центральной массы. Исходя из длины года, расстояния от Земли до Солнца (астрономическая единица или АЕ) и гравитационной постоянной (G), масса Солнца определяется путём решения третьего закона Кеплера:
Значение G сложно измерить, и оно известно лишь с ограниченной точностью (см. эксперимент Кавендиша). Произведение G на массу объекта, называемое стандартным гравитационным параметром, известно для Солнца и нескольких планет с гораздо большей точностью, чем G само по себе. В результате солнечная масса используется в качестве стандартной массы в астрономической системе единиц.