太陽質量の精度とは? わかりやすく解説

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太陽質量の精度

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/10/09 07:09 UTC 版)

太陽質量」の記事における「太陽質量の精度」の解説

太陽系天体の運動観測することで、万有引力定数 G と太陽質量との積である日重力定数heliocentric gravitational constantGM☉ は比較精度よく求めることができる。 例えば、初等的に太陽以外の質量無視する近似行えば、ある惑星公転周期 P と軌道長半径 a を使ってケプラーの第3法則より日心重力定数GM☉ = (2π/P)2a3 として容易に計算することができる。 しかし、P, a を高い精度測定したとしても、その精度受け継がれるのはこの日心重力定数であり、キログラム表した太陽質量自体は G と同程度以下の精度でしか決定できないという本質的困難が存在する測定難し万有引力定数 G の値は現在でも 4 桁程度精度でしか知られていないため、太陽質量に関する我々の知識もこれに限定される例えば、『理科年表』(2012年)において日心重力定数 1.327 124 400 41×1020 m3s−212精度表記されているにもかかわらず太陽質量の値が1.988×1030 kgと、4桁精度しかないのはこのような理由よる。 歴史的には、この太陽質量地上単位での値を追究することなく逆にこれを単位とすることで太陽系運動記述されてきた。 19世紀ガウス太陽系運動精度よく記述できる単位系として、長さの単位地球軌道長半径 A を、時間の単位太陽日 D を、質量の単位太陽質量 S を取っている。 このガウス単位系は現在でも形を変えて天文単位系と天文単位概念引き継がれている。 ガウス単位系表したとき、G の平方根相当する値はガウス引力定数呼ばれ地球平均角速度として精度保ったまま記述することができる。 こうして長い間地上での単位系太陽系での単位系しっかりと結びつくことなくそれぞれの世界でその役割担ってきた。 現在では、太陽系天体までの距離は極めて正確に求められるようになり、時間一般相対論効果考慮しなければならない程になっている。 しかし、重力という非常に弱い力直結し質量に関して依然として地上太陽系とは分断されたままであるこのため単位としての太陽質量は、現在でも天体の運動記述するための重要なものさし」であり、太陽系天体位置精度良く記述しようとする位置天文学者は、キログラムでの天体質量ではなく太陽質量との比としての質量扱い続けている。

※この「太陽質量の精度」の解説は、「太陽質量」の解説の一部です。
「太陽質量の精度」を含む「太陽質量」の記事については、「太陽質量」の概要を参照ください。

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