Año luz
Distancia que recorre la luz en un año

Año luz
Mapa que muestra estrellas y sistemas estelares que se encuentran a 12,5 años luz del Sol [1]
información general
Sistema de unidadesunidades de astronomía
Unidad delongitud
Símboloen realidad [2]
Conversiones
1 año [2] en ...... es igual a...
   unidades métricas ( SI )   
  • 9,4607 × 10 15  m
  • 9.460 73  pm
   Unidades imperiales y estadounidenses   
   unidades astronómicas   

Un año luz , también escrito año luz ( ly o lyr [3] ), es una unidad de longitud utilizada para expresar distancias astronómicas y es igual exactamente a 9.460.730.472.580,8 km ( notación científica : 9,4607304725808 × 10 12 km), que es aproximadamente 5,88 billones de mi. Según la definición de la Unión Astronómica Internacional (UAI), un año luz es la distancia que recorre la luz en el vacío en un año juliano (365,25 días). [2] Debido a que incluye la palabra "año", el término a veces se malinterpreta como una unidad de tiempo . [4]

El año luz se utiliza con mayor frecuencia para expresar distancias a estrellas y otras distancias a escala galáctica , especialmente en contextos no especializados y publicaciones científicas populares . [4] La unidad más comúnmente utilizada en astronomía profesional es el pársec (símbolo: pc, aproximadamente 3,26 años luz). [2]

Definiciones

Según lo define la Unión Astronómica Internacional (UAI), el año luz es el producto del año juliano [nota 1] (365,25 días, a diferencia del año gregoriano de 365,2425 días o el año tropical de 365,24219 días que ambos se aproximan) y la velocidad de la luz (299 792 458  m/s ). [nota 2] Ambos valores están incluidos en el Sistema de Constantes Astronómicas de la IAU (1976) , utilizado desde 1984. [6] A partir de esto, se pueden derivar las siguientes conversiones:

1 año luz  =9 460 730 472 580 800 metros (exactamente)
≈9.461 petametros
≈9,461 billones ( escala corta ) de kilómetros (5,879 billones de millas)
≈63 241 .077 unidades astronómicas
≈0,306 601 pársec

La abreviatura que utiliza la IAU para año luz es "ly", [2] . Normas internacionales como la ISO 80000:2006 (ahora desfasada) han utilizado "ly" [7] [8] y son frecuentes las abreviaturas localizadas, como "al" en francés, español e italiano (de année-lumière, año luz y anno luce, respectivamente), "Lj" en alemán (de Lichtjahr ), etc.

Antes de 1984, el año tropical (no el año juliano) y una velocidad de la luz medida (no definida) se incluyeron en el Sistema de Constantes Astronómicas de la IAU (1964), utilizado entre 1968 y 1983. [9] El producto del año tropical medio J1900.0 de Simon Newcomb31 556 925 .9747 segundos de efemérides y una velocidad de la luz de299 792,5 km/s produjeron un año luz de9.460 530 × 10 15  m (redondeado a los siete dígitos significativos de la velocidad de la luz) que se encuentra en varias fuentes modernas [10] [11] [12] probablemente se derivó de una fuente antigua como la obra de referencia Astrophysical Quantities de CW Allen de 1973 , [13] que se actualizó en 2000, incluido el valor de la IAU (1976) citado anteriormente (truncado a 10 dígitos significativos). [14]

Otros valores de alta precisión no se derivan de un sistema IAU coherente . Un valor de9.460 536 207 × 10 15  m que se encuentra en algunas fuentes modernas [15] [16] es el producto de un año gregoriano medio (365,2425 días o31 556 952  s ) y la velocidad definida de la luz (299 792 458  m/s ). Otro valor,9.460 528 405 × 10 15  m , [17] es el producto del año tropical medio J1900.0 y la velocidad de la luz definida.

Las abreviaturas utilizadas para años luz y múltiplos de años luz son:

  • "ly" por un año luz [2]
  • "kly" [18] o "klyr" [19] para un kiloaño luz (1.000 años luz)
  • "Mly" significa megaaño luz (1.000.000 de años luz) [20]
  • "Gly" [21] o "Glyr" [22] para un giga-año luz (1.000.000.000 de años luz)

Historia

La unidad de año luz apareció unos años después de la primera medición exitosa de la distancia a una estrella distinta del Sol, por Friedrich Bessel en 1838. La estrella era 61 Cygni , y utilizó un heliómetro de 160 milímetros (6,2 pulgadas) diseñado por Joseph von Fraunhofer . La unidad más grande para expresar distancias a través del espacio en ese momento era la unidad astronómica , igual al radio de la órbita de la Tierra a 150 millones de kilómetros (93 millones de millas). En esos términos, los cálculos trigonométricos basados ​​​​en la paralaje de 61 Cygni de 0,314 segundos de arco, mostraron que la distancia a la estrella era de 660.000 unidades astronómicas (9,9 × 10 13  km; 6,1 × 10 13  mi). Bessel agregó que la luz tarda 10,3 años en recorrer esta distancia. [23] Reconoció que sus lectores disfrutarían de la imagen mental del tiempo aproximado de tránsito de la luz, pero se abstuvo de utilizar el año luz como unidad. Es posible que se haya resistido a expresar distancias en años luz porque reduciría la precisión de sus datos de paralaje debido a la multiplicación por el parámetro incierto de la velocidad de la luz.

En 1838, la velocidad de la luz no se conocía con precisión; la estimación de su valor cambió en 1849 ( Fizeau ) y 1862 ( Foucault ). Todavía no se consideraba una constante fundamental de la naturaleza y la propagación de la luz a través del éter o del espacio seguía siendo un enigma.

La unidad de año luz apareció en 1851 en un artículo astronómico popular alemán de Otto Ule. [24] Ule explicó la rareza de un nombre de unidad de distancia que termina en "año" comparándolo con una hora de caminata ( Wegstunde ).

Un libro alemán de astronomía popular contemporáneo también advirtió que el año luz es un nombre extraño. [25] En 1868, una revista inglesa etiquetó el año luz como una unidad utilizada por los alemanes. [26] Eddington dijo que el año luz era una unidad inconveniente e irrelevante, que a veces había pasado del uso popular a las investigaciones técnicas. [27]

Aunque los astrónomos modernos a menudo prefieren utilizar el parsec , los años luz también se utilizan popularmente para medir las extensiones del espacio interestelar e intergaláctico.

Uso del término

Las distancias expresadas en años luz incluyen las que hay entre estrellas que se encuentran en la misma área general, como las que pertenecen al mismo brazo espiral o cúmulo globular . Las galaxias tienen un diámetro que va desde unos pocos miles hasta unos pocos cientos de miles de años luz, y están separadas de las galaxias y cúmulos de galaxias vecinos por millones de años luz. Las distancias a objetos como los cuásares y la Gran Muralla Sloan alcanzan los miles de millones de años luz.

Lista de órdenes de magnitud para longitud
Escala (ly)ValorArtículo
10 −94,04 × 10 −8  años luzLa luz solar reflejada desde la superficie de la Luna tarda entre 1,2 y 1,3 segundos en recorrer la distancia hasta la superficie de la Tierra (aproximadamente350 000 a400 000 kilómetros).
10 −61,58 × 10 −5  años luzUna unidad astronómica (la distancia entre el Sol y la Tierra). La luz tarda aproximadamente 499 segundos (8,32 minutos) en recorrer esta distancia. [28]
1,27 × 10 −4  años luzLa sonda Huygens aterriza en Titán , frente a Saturno , y transmite imágenes desde su superficie, a 1.200 millones de kilómetros de la Tierra.
5,04 × 10 −4  años luzNew Horizons se encuentra con Plutón a una distancia de 4.700 millones de kilómetros, y la comunicación tarda 4 horas y 25 minutos en llegar a la Tierra.
10 −32,04 × 10 −3  años luzLa sonda espacial más distante , la Voyager 1 , se encontraba a unas 18 horas luz (130 ua, 19.400 millones de km, 12.100 millones de mi) de la Tierra en octubre de 2014. [actualizar][ 29] Tardará aproximadamente17.500 años para alcanzar un año luz a su velocidad actual de unos 17 km/s (38 000  mph , 61 200 km/h) con respecto al Sol. El 12 de septiembre de 2013, los científicos de la NASA anunciaron que la Voyager 1 había entrado en el medio interestelar del espacio el 25 de agosto de 2012, convirtiéndose en el primer objeto creado por el hombre en abandonar el Sistema Solar . [30]
2,28 × 10 −3  años luzLa Voyager 1, en octubre de 2018, se encontraba a casi 20 horas luz (144 ua, 21 600 millones de kilómetros, 13 400 millones de millas) de la Tierra.
10 01,6 × 10 0  años luzLa nube de Oort tiene un diámetro de aproximadamente dos años luz. Se especula que su límite interior está a50 000  au ≈ 0,8 años luz, con su borde exterior en100 000  ua ≈ 1,6 años luz.
2,0 × 10 0  años luzDistancia máxima aproximada a la que un objeto puede orbitar el Sol ( esfera de Hill / esfera de Roche ,125 000  au ). Más allá de esto se encuentra el profundo medio interestelar gravitacional ex-solar .
4,24 × 10 0  años luzLa estrella más cercana conocida (aparte del Sol), Próxima Centauri , está a unos 4,24 años luz de distancia. [31] [32]
8,6 × 10 0  años luzSirio , la estrella más brillante del cielo nocturno. Tiene el doble de masa y es 25 veces más luminosa que el Sol. Eclipsa a otras estrellas más luminosas debido a su relativa proximidad.
1,19 × 10 1  añoTau Ceti e , un candidato extrasolar a planeta habitable. Con una masa 6,6 veces superior a la de la Tierra, se encuentra en medio de la zona habitable de la estrella Tau Ceti . [33] [34]
2,05 × 10 1  añoGliese 581 , una estrella enana roja con varios exoplanetas detectables.
3,1 × 10 2  años luzCanopus , segundo en brillo en el cielo terrestre sólo detrás de Sirio, un gigante brillante tipo A9 10.700 veces más luminoso que el Sol .
10 33 × 10 3  años luzA0620-00 , el segundo agujero negro conocido más cercano , está a unosA 3000 años luz de distancia.
2,6 × 10 4  años luzEl centro de la Vía Láctea está a unosA 26.000 años luz de distancia. [35] [36]
1 × 10 5  años luzLa Vía Láctea se trata de100.000 años luz de diámetro.
1,65 × 10 5  años luzR136a1 , en la Gran Nube de Magallanes , la estrella más luminosa conocida con 8,7 millones de veces la luminosidad del Sol, tiene una magnitud aparente de 12,77, apenas más brillante que 3C 273 .
10 62,5 × 10 6  años luzLa galaxia de Andrómeda está aproximadamente a 2,5 millones de años luz de distancia.
3 × 10 6  años luzLa Galaxia del Triángulo ( M33 ), a unos 3 millones de años luz de distancia, es el objeto más distante visible a simple vista.
5,9 × 10 7  años luzEl cúmulo de galaxias grande más cercano , el cúmulo de Virgo , está a unos 59 millones de años luz de distancia.
1,5 × 10 8 –2,5 × 10 8  años luzEl Gran Atractor se encuentra a una distancia de entre 150 y 250 millones de años luz (esta última es la estimación más reciente).
10 91,2 × 10 9  años luzSe ha medido que la Gran Muralla Sloan (que no debe confundirse con la Gran Muralla y la Gran Muralla Her–CrB ) está aproximadamente a mil millones de años luz de distancia.
2,4 × 10 9  años luz3C 273 , ópticamente el cuásar más brillante , de magnitud aparente 12,9, apenas más tenue que R136a1 . 3C 273 está a unos 2.400 millones de años luz de distancia.
4,57 × 10 10 años  luzLa distancia de movimiento de la Tierra al borde del universo visible es de unos 45.700 millones de años luz en cualquier dirección; este es el radio de movimiento del universo observable . Esta distancia es mayor que la edad del universo dictada por la radiación cósmica de fondo ; consulte aquí por qué esto es posible.

Las distancias entre objetos dentro de un sistema estelar tienden a ser pequeñas fracciones de un año luz y generalmente se expresan en unidades astronómicas . Sin embargo, también se pueden formar unidades de longitud más pequeñas de manera útil multiplicando unidades de tiempo por la velocidad de la luz. Por ejemplo, el segundo luz , útil en astronomía, telecomunicaciones y física relativista, es exactamente299 792 458 metros o 1 ⁄31 557 600 de un año luz. Unidades como el minuto luz, la hora luz y el día luz se utilizan a veces encientíficas populares. El mes luz, aproximadamente una doceava parte de un año luz, también se utiliza ocasionalmente para medidas aproximadas.[37][38]ElPlanetario Haydenespecifica el mes luz con mayor precisión como 30 días de tiempo de viaje de la luz.[39]

La luz viaja aproximadamente un pie en un nanosegundo ; el término "pie luz" se utiliza a veces como una medida informal de tiempo. [40]

Véase también

Notas

  1. ^ Un año juliano tiene exactamente 365,25 días (o31 557 600  s basado en un día de exactamente86 400 segundos SI ) [5]
  2. ^ La velocidad de la luz es precisamente299 792 458  m/s por definición del metro.

Referencias

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  2. ^ abcde Unión Astronómica Internacional, Medición del universo: la UAI y las unidades astronómicas , consultado el 10 de noviembre de 2013
  3. ^ Mutel, RL; Aller, HD; Phillips, RB (1981). "Estructura en milisegundos de arco de BL Lac durante el estallido". Nature . 294 (5838): 236–238. Código Bibliográfico :1981Natur.294..236M. doi :10.1038/294236a0.
  4. ^ de Bruce McClure (31 de julio de 2018). «¿Qué distancia hay entre un año luz y el Sol?». EarthSky . Consultado el 15 de octubre de 2019 .
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  6. ^ "Constantes astronómicas seleccionadas Archivado el 26 de julio de 2014 en Wayback Machine " en Astronomical Almanac , pág. 6.
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  14. ^ Arthur N. Cox, ed. (2000), Allen's Astrophysical Quantities (cuarta edición), Nueva York: Springer-Valeg, pág. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
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  31. ^ NASA , Escalas de distancia cósmica: la estrella más cercana
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