天文単位（AU）とは：定義・値（約1.5億km・光で約8.3分）と太陽系での使い方
天文単位（AU）の定義と値（約1.5億km／光で約8.3分）、太陽系での使い方や惑星ごとの距離を図解でわかりやすく解説。
天文単位（AU）は、地球の公転軌道に由来する長さの単位である。楕円の長軸上で地球が太陽から得る平均距離である。その定義は、「太陽の周りを回る地球の楕円軌道の半長軸の長さ」である。「半長径」とは、長軸の半分の長さを意味する。
AUは約1億5000万キロメートル、9300万マイルである。天文学者は通常、太陽系内の距離を天文単位で測定する。火星は太陽から約1.4天文単位、木星は約5.2天文単位、海王星は約30天文単位に位置する。光は1天文単位を約8.317分で進む。
定義の正確な値
2012年の国際天文学連合（IAU）の決議により、1天文単位は正確に149,597,870,700メートルと定められました。これによりAUは長さの国際単位系（SI）に直接結び付けられています。これは約149,597,870.7キロメートル、約92,955,807.3マイルに相当します（値は切り捨てずに表示）。
光速による時間換算
光速（c = 299,792,458 m/s）で考えると、1 AUを光が進むのに要する時間は約499.00秒（約8.317分）です。往復の場合は約998.01秒（約16.634分）になります。この値は、地球と太陽間の光学的・通信的な遅延の基準としてよく用いられます。
歴史と再定義の背景
- 伝統的にはAUは「地球の軌道の半長軸」を意味し、観測値や力学定数（例えばガウスの重力定数）を用いて実用的に決められていました。
- しかし高精度の天文測定が進むにつれて、物理定数や観測系に依存しない固定値として定義する必要が生じ、2012年にIAUはメートル単位での固定値を採用しました。
太陽系での使い方と代表的な距離
AUは太陽系内の惑星や小天体の平均距離を表すのに便利です。代表的な天体の太陽からの平均距離（おおよその半長軸）は次のとおりです：
- 水星：約0.387 AU
- 金星：約0.723 AU
- 地球：1.000 AU
- 火星：約1.524 AU
- 木星：約5.203 AU
- 土星：約9.537 AU
- 天王星：約19.191 AU
- 海王星：約30.07 AU
- 冥王星（準惑星）：約39.48 AU
このようにAUを使うと、惑星間の距離が扱いやすい数値で表現できます。
他の天文学的単位との関係
- 1パーセク（pc） ≒ 206,265 AU（正確には 648000/π AU ≈ 206,264.806247 AU）
- 1光年（ly） ≒ 63,241 AU
まとめと実用面
天文単位は太陽系規模の距離表示に最適な単位で、観測・軌道力学・宇宙機のミッション設計などで広く使われます。2012年のIAUによるメートルでの固定値化により、AUは国際的に一貫した長さ単位として安定して利用できるようになりました。
より高い精度
1976年から2012年まで、AUは「1日あたり0.01720209895ラジアンの平均運動（ガウス定数として知られている）で動く、質量が無限小の粒子の、太陽の周りの乱れのない円形ニュートン軌道の半径」と定義されていました。2012年、IAUはこれを単純に149597870700 mと再定義した。
IERS数値基準では、真空中の光速はSI単位に準拠し、c0 = 299792458 m/sと定義されています。AUを一周する時間はτA = 499.0047838061±0.00000001 sで、天文単位はc0 τA = 149597870700±3 mとなり、地球から太陽までの距離とほぼ同じになる。
質問と回答
Q:天文単位（AU）とは何ですか?
A: 天文単位（AU）とは、地球の公転軌道に由来する長さの単位です。楕円の長軸上で地球が太陽から得る平均距離のことです。
Q: AUはどのように定義されているのですか?
A: AUは、太陽の周りを回る地球の楕円軌道の半長軸の長さと定義されています。「半長軸」とは、長軸の半分の長さを意味します。
Q: 天文単位のキロメートル単位は何ですか?
A:1天文単位は約1億5千万キロメートルです。
Q:天文単位の距離（マイル）は?
A:1天文単位は約9,300万マイルです。
Q:天文学者は、太陽系内の距離を測るのに、通常どのような単位を使うのですか?
A:天文学者は通常、太陽系内の距離を天文単位で測定しています。
Q: 太陽から火星の距離は、天文単位で何メートルですか?
A:火星は太陽から約1.4天文単位で離れています。
Q: 光が1天文単位を移動するのにかかる時間は?
A: 光は1天文単位を約8.317分で移動します。
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