Unité astronomique

L’unité astronomique, abrégée UA (ou AU pour astronomical unit), est une unité de longueur utilisée en astronomie pour exprimer commodément les distances à l’échelle du système solaire. Elle vaut exactement 149 597 870 700 mètres, ou environ 150 millions de kilomètres.

Une unité pratique pour le système solaire

Exprimer les distances dans le système solaire en kilomètres conduit rapidement à des nombres difficiles à manier. Le demi-grand axe de l’orbite de Jupiter est d’environ 778 millions de km, soit 5,2 UA. Neptune est à 4,5 milliards de km, ou 30 UA. Cette unité permet de saisir intuitivement l’échelle relative des orbites planétaires : Mercure à 0,39 UA, Vénus à 0,72 UA, Mars à 1,52 UA, et ainsi de suite.

Une définition précise

L’unité astronomique est historiquement liée à l’échelle de l’orbite terrestre. Son ancienne définition faisait intervenir une constante gravitationnelle conventionnelle ; ce n’était pas une longueur que l’on redéfinissait au fil des saisons. En 2012, l’Union astronomique internationale l’a fixée à 149 597 870 700 mètres exactement. La distance réelle entre la Terre et le Soleil continue, elle, à varier le long de l’orbite.

Quand utiliser l’UA ?

L’UA est particulièrement commode pour décrire les distances du Système solaire, sans limite d’emploi stricte. Pour les distances stellaires, on lui préfère l’année-lumière ou le parsec : Proxima Centauri est à 268 000 UA, ce qui équivaut à 4,24 années-lumière ou 1,3 parsec.

Importance en astronomie

L’UA est essentielle en mécanique céleste, en planétologie et dans toute l’astronomie du système solaire. Elle permet de calculer les périodes orbitales via la troisième loi de Kepler, d’exprimer les paramètres orbitaux des astéroïdes, des comètes et des objets transneptuniens, et de planifier les trajectoires des sondes spatiales avec précision.

Exemple concret

Voyager 1 illustre les grandes distances exprimées en UA. En avril 2024, le JPL la situait à plus de 24 milliards de kilomètres de la Terre, soit plus de 160 UA ; un signal mettait alors environ 22,5 heures pour parcourir cette distance. La sonde continuant de s’éloigner, une distance donnée sans date devient rapidement obsolète.

Questions fréquentes

Pourquoi 150 millions de kilomètres ?

Cette unité a été choisie en relation avec l’échelle de l’orbite terrestre. Sa valeur en mètres a longtemps dû être déterminée par les observations ; elle est désormais fixée par convention. Cela permet de comparer les distances sans faire dépendre l’unité elle-même des nouvelles mesures des orbites.

L’UA varie-t-elle avec le temps ?

Non pour l’unité elle-même : sa longueur est fixée par définition. La distance Terre-Soleil varie au cours de l’année, et l’orbite terrestre évolue aussi à long terme. Ces variations ne changent pas la valeur d’une UA.

Quelle est la différence entre UA et année-lumière ?

Une année-lumière vaut environ 63 241 UA. L’UA convient pour les distances dans un système planétaire ; l’année-lumière pour les distances entre étoiles ; le parsec et ses multiples pour les distances galactiques et cosmologiques.